رفتن به مطلب

d-a-r-y-a

عضو جدید
  • تعداد ارسال ها

    93
  • تاریخ عضویت

  • آخرین بازدید

اعتبار در سایت

133 Excellent

درباره d-a-r-y-a

  • درجه
    <b><font color="#000099" face="Tahoma">عضو جدید </b></font>
  • تاریخ تولد تعیین نشده

اطلاعات شغلی و تحصیلی

  • رشته تحصیلی
    سایر رشته ها
  1. علاقه من به آینده نگری بیشتر ریشه درعلاقه من به اختراع دارد. از زمانی که پنج ساله بودم می خواستم که یک مخترع بزرگ شوم و خیلی زود فهمیدم که اگر کسی بخواهد مخترع موفقی شود باید آینده را خوب بشناسد. این کار کمی شبیه ورزش موج سواری است چون باید در زمان مناسب سوار موج ها شد. من وقتی که یک کار را تمام می کنم می فهمم در مقایسه با زمانی که کار را آغاز کرده ام، در جهان تغییرات زیادی رخ داده است. به همین خاطر دانشجوی رشته روند یابی فنآوری شدم ومدل های ریاضی مختلفی برای نشان دادن چگونگی تکامل فنآوری ها تهیه کردم. حوزه های مطالعاتی ام بیشتر شامل رایانه، الکترونیک، مخابرات، فنآوری های زیستی مانند تصویر برداری ژنتیک، مهندسی معکوس مغز انسان، نانو فنآوری و همچنین آهنگ تغییرات پارادایم ها می شود. به کمک این مدل ها توانستم به عنوان یک کارآفرین و مخترع فنآوری، زمان مناسب سوار شدن بر موج را تشخیص دهم. علاقه من به روند های فنآوری هر روز بیشتر می شد تا اینکه "قانون بازدهی شتابان" را پیشنهاد دادم. من معتقدم این قانون نحوه تکامل فنآوری در دهه های آینده را به خوبی نشان می دهد. در کتابی که در دهه ۱۹۸۰ نوشتم نقشه پیشرفت فنآوری ها را در دهه ۱۹۹۰ و اوائل ۲۰۰۰ ترسیم کردم که اتفاقا پیش بینی خوبی از کار در آمد. امروزه مدل های ریاضی خود را ویرایش کرده ام و می کوشم آینده فنآوری ها در قرن بیست و یکم را شناسایی کنم. به کمک این پیش بینی ها می توانم فنآوری های قرن جدید را ابداع کنم چون می دانم که در سال های ۲۰۱۰، ۲۰۲۰ یا ۲۰۳۰ وضعیت فنآوری ها ، ارتباطات، اندازه فنآوری، و دانش ما درباره مغز انسان چگونه خواهد بود. با اینکه هنوز قادر به ابداع این فنآوری ها نیستم اما می توانم کمابیش آنها را توصیف کنم. نکته ای که اکثر ناظران آن را تشخیص نداده اند و صاحبنظران به اندازه کافی به اهمیت آن پی نبرده اند شتاب آهنگ تغییرات است. قرن ها پیش مردم اصلا فکر نمی کردند که جهان در حال تغییراست. البته حق هم داشتند چون زندگی اجدادشان خیلی با آنها تفاوت نداشت و انتظار داشتند که نوادگانشان هم مانند خودشان زندگی کنند. امروزه کسی شک ندارد که سرعت تغییرات افزایش یافته است و اینکه فنآوری قادر است ماهیت جوامع را دستخوش تحول کند. اما آنچه که کمتر به آن توجه می شود این است که آهنگ تغییرات شتاب گرفته است. در واقع ۲۰ سال گذشته به هیچ وجه راهنمای خوبی برای ۲۰ سال آینده نیست. در هر دهه نرخ تغییر پارادایم ها و نرخ پیشرفت دو برابر می شود. در واقع بر حسب نرخ کنونی تغییرات، همه تغییرات قرن بیستم فقط به اندازه ۲۵ سال کنونی است. به بیان دیگر ظرف بیست و پنج سال آینده ما به اندازه ۴ برابر قرن بیستم پیشرفت خواهیم کرد و همچنین در کل قرن بیست ویکم به اندازه ۲۰۰۰۰ سال در توسعه فنآوری پیشرفت خواهیم کرد. به عنوان مثال رشد فنآوری رایانه تصاعدی است. یکی از روندهای تصاعدی که متخصصان از آن آگاهند " قانون مور" نام دارد. اما خود قانون مور تنها یکی از روش های رشد تصاعدی در فنآوری رایانه به شمار می رود. بر حسب این قانون هر دوازده ماه یکبار قدرت محاسبه دو برابر می شود زیرا هر دو سال یکبار می توانیم چگالی ترانزیستورها را در مدارهای مجتمع ( آی سی ) دو برابر کنیم. اما در واقع سرعت رایانه ها هم دو برابر می شود و بنابراین با افزایش همزمان سرعت و ظرفیت باید گفت که قدرت رایانه ها هر دوازده ماه یکبار چهار برابر می شود. باید توجه کرد که قانون مور پنجمین پارادایمی است که موجب رشد تصاعدی در رایانه ها شده است. ما تا امروز ماشین حساب های الکترومکانیکی، رایانه های مبتنی بر رله، رایانه های با لامپ های خلا، و نهایتا رایانه های ترانزیستوری را ساخته ایم. هر گاه که یکی از پارادایم ها از صحنه خارج شود پارادایم جدید جای آن را می گیرد. مثلا لامپ های خلا مرتبا کوچکتر می شدند تا اینکه به کوچکترین اندازه ممکن رسیدند و بعد از آن روش کاملا متفاوت و جدیدی یعنی کاربرد ترانزیستورها ظهور کرد. متخصصان معتقدند که ظرف ۱۲ سال آینده قانون مور نیز از رده خارج می شود زیرا ابعاد ترانزیستورها فقط به اندازه چند اتم خواهد بود و دیگر نمی توان بیشتر از این آنها را کوچک کرد. بنابراین این پارادایم خاص نیز جای خود را به پارادایم بعدی خواهد داد. پارادایم ششم در واقع پردازش و محاسبه موازی و سه بعدی خواهد بود. مغز ما انسان ها ساختاری سه بعدی دارد و بنابراین می توانیم به صورت سه بعدی محاسبه و اطلاعات را پردازش کنیم. روش الکتروشیمایی پردازش اطلاعات توسط دستگاه عصبی انسان ده میلیون بار کند تر و آهسته تر از روش الکترونیکی رایانه ها است. اما به خاطرمعماری سه بعدی مغز انسان، قدرت پردازش ماشین هنوز کمتراست. همه پیوندهای عصبی مغز انسان به صورت همزمان قادر به انجام محاسبات هستند بنابراین می توانند در آن واحد یک صد هزار میلیارد کار را انجام دهند. ماشین ها و رایانه ها نیز باید به همین سمت حرکت کنند. امروزه تراشه های رایانه ای حتی اگر به شدت فشرده باشند، تخت و دو بعدی هستند. ظرف ۱۵ یا ۲۰ سال آینده رایانه ها قادر به پردازش موازی شده و از طریق درک چگونگی کارکرد مغز، مدل های سخت افزاری با الهام از طبیعت ساخته خواهند شد. امروزه اکثر متخصصان بر این باورند که ما سخت افزار لازم برای رسیدن به سطح هوش انسان را ظرف چند سال آینده مثلا بیست سال خواهیم داشت. آنچه که هنوز درباره آن بحث داغی مطرح است وجود یا عدم وجود نرم افزارهای لازم می باشد. رایانه های بسیار بسیار سریع از لحاظ نظری قادر به رقابت با مغز انسان خواهند بود اما هنوز درک کاملی از چگونگی کارکرد مغز، نرم افزارهای لازم، روش ها و دانش ایجاد هوش در سطح انسان را در اختیار نداریم. بدون اینها، رایانه ها فقط ماشین حساب های فوق العاده سریع خواهند بود. اما دانش ما درباره چگونگی کارکرد مغز نیز رشد تصاعدی دارد. پیچیدگی مغز انسان بی نهایت نیست ولی درک کامل آن با یک پیشرفت ساده میسر نمی شود. در واقع ما در مسیر شناخت اصول کار مغز خیلی خوب پیشرفت می کنیم. فنآوری لازم برای تصویربرداری از مغز رشد تصاعدی دارد و هر روزه مدل های ریاضی مفصل تری از نورون های عصبی تهیه می کنیم.امروزه مدل های ریاضی پیشرفته ای برای مناطق مختلف مغز تهیه شده اند و می توان با روشهای محاسباتی متعارف آنها را اجرا کرد. نتایج مدل های مهندسی شده برای این مناطق مشخص مغز با نتایج یک مغزمعمولی تقریبا یکسان است. همچنین امروزه بخش هایی از مغز که به خاطر بیماری یا ناتوانی های دیگر از کار افتاده اند عملا جایگزین می شوند. به عنوان مثال می توان به کاشت های عصبی برای بیماران مبتلا به پارکینسون یا افراد کر اشاره کرد. امروزه نسل جدیدی از حلزون های مصنوعی گوش ساخته شده اند که به کمک آنها افراد کر می توانند برای اولین بار موسیقی گوش دهند. بنابراین توانسته ایم چگونه کارکردن مناطقی از مغز را نشان داده و ماشین های محاسباتی متعارف را جایگزین مناطق تخریب شده آن کنیم. این دستگاه های الکترونیکی به خوبی با دیگر بخش های مغزدر تعامل بوده و وظیفه عضو از بین رفته را انجام می دهند. در یک برآورد محافظه کارانه می توان گفت که ظرف سی سال آینده یا حتی کمتر نقشه کاملی از مغز انسان و مدل های ریاضی نحوه کارکرد بخش های مختلف آن تهیه کرده و قادر می شویم که روش کار مغز انسان را ، که با اکثر روش های کنونی به کار رفته در هوش مصنوعی کاملا تفاوت دارد، تقلید کرده و آن را مهندسی کنیم. در واقع اینها بسیار شبیه روش هایی هستند که من در حوزه تخصصی خودم یعنی شناسایی الگوها از آنها استفاده می کنم. شناسایی الگوها بنیادی ترین کارکرد مغز انسان به شمار می رود. از آنجا که ما نمی توانیم با سرعت کافی موقعیت های مختلف را تحلیل منطقی کنیم بر قدرت شناسایی الگوها تکیه می کنیم. ظرف سی سال آینده می توان هوشمندی غیر زنده ای ساخت که قابل رقابت با هوشمندی انسان باشد. این ماشین های هوشمند غیر زنده باید مانند انسان ها آموزش ببینند. اما برخی مزیت های هوش مصنوعی فرایند های را به شدت تغییر خواهند داد. ماشین ها هم سریع تر هستند و هم دقیق تر. در واقع یک رایانه چند هزار دلاری می تواند میلیاردها مطلب را در حافظه خود دقیقا حفظ کند در حالیکه ما انسان ها برای حفظ کردن چند شماره تلفن به زحمت می افتیم. ماشین ها بعد از اینکه چیزی را یاد گرفتند می توانند این دانش را با دیگر ماشین ها به اشتراک بگذارند. ما انسان ها در دستگاه عصبی خود پایانه هایی برای دانلود کردن اطلاعات و دانش نداریم. بنابراین مثلا من که زبان فرانسوی بلد هستم نمی توانم آن را روی مغز شما دانلود کنم. اما ماشین ها از عهده این کار بر می آیند. از این رو فرآیند آموزش ماشین ها صد ها یا هزارها برابر سریع تر از انسان هاست. در واقع می توان ظرف چند روز یا چند هفته آموخته های ۲۰ ساله یک انسان را به ماشین منتقل کرد و پس ازاین، ماشین ها کافی است این دانش را با یکدیگر به اشتراک بگذارند و لازم نیست که به ماشین های دیگر چیزی را یاد بدهند. یکی از دلالت های این پیشرفت ها این است که می توانیم هوش انسان ها را فوق العاده تقویت کنیم. ما می توانیم این ماشین های هوشمند را درون مغز خود قرار دهیم. امروزه چنین کاری در مورد افراد بیمار یا ناتوان به صورت محدود انجام می شود اما در آینده انسان های سالم نیز در مغز خود ماشین های هوشمند خواهند داشت. در واقع می توان ماشین های محاسبه گر را از درون جریان خون به داخل مویرگ های مغز فرستاد. این نانو روبات های هوشمند و بسیار ریز داخل مغز شده و با شبکه عصبی آن تعامل خواهند داشت. امکان پذیری چنین کاری امروزه در مورد حیوانات اثبات شده است. یکی از کاربرد های ارسال میلیاردها نانو روبات هوشمند به داخل مغزانسان رسیدن به واقعیت مجازی و مکاشفه تمام عیار است. اگر فرد مایل باشد که در دنیای واقعی بماند نانو روباتها کاری نمی کنند و غیر فعال باقی می مانند اما اگر بخواهد وارد دنیای واقعیتهای مجازی شود نانو روباتها جلوی سیگنالهای عصبی دنیای واقعی را می گیرند و سینگال هایی را جایگزین آن می کنند که فرد را به دنیای خیالی می برد. بدین ترتیب مغز انسان یک محیط کاملا مجازی را حس می کند نه دنیای واقعی را. شما می توانید در این دنیای مجازی تنها باشید یا افراد دیگر را هم با خود ببرید و از رابطه جنسی گرفته تا مذاکرات سخت کاری را با همه حواس خود و کاملا یکسان با دنیای واقعی تجربه کنید. مهم تر اینکه، ما قادر خواهیم شد که از طریق اتصالات تنگاتنگ، هوش غیر زنده را به هوش زنده خود پیوند بزنیم. منظور من فقط این نیست که یک لوله بسیار نازک بین مغز و یک سیستم غیر زنده قراردهیم، بلکه نانو ماشین های غیر زنده را در میلیاردها بخش مغز انسان می کاریم. شما را نمی دانم، اما خود من علاقه زیادی به مطالعه کتابها و سایت های اینترنتی دارم ولی پهنای باند اتصال من به اینترنت به اندازه کافی وسیع نیست. بنابراین از طریق این فنآوری می توانم به جای فقط صد هزار میلیارد اتصال کنونی هزار برابر صد هزار میلیارد اتصال داشته باشم. ما انسان ها بدین ترتیب می توانیم توانایی های ذهنی، شناسایی الگوها و تفکر را در خود بسیار تقویت کرده و به معنی واقعی کلمه دانش را دانلود کنیم. اگر این روندها را بیشتر پی گیری کنید به جایی می رسید که تغییرات آنچنان سریع می شوند که سیر تاریخی تمدن بشر ناگهان گسیخته می شود. برخی صاحبنظران چنین وضعیتی را "نقطه تکین" می نامند. تعاریف مختلفی برای نقطه تکین وجود دارد که بیشتر برگرفته از علم ریاضی و فیزیک است. در فیزیک نقطه ای با چگالی و انرژی بی نهایت مانند یک سیاه چاله نشانگر گسیختگی ساخت فضا- زمان است و نقطه تکین نامیده می شود. نقطه تکین جایی است با ویژگی های غیر عادی، بی نظیر و منحصر به فرد. می توان این مفهوم را درباره سیر و تاریخ تمدن انسان نیز به کار برد. در چنین نقطه ای نرخ پیشرفت فنآوری آنچنان سریع خواهد شد که ساخت جوامع بشری گسیخته می شود. در علم فیزیک دیدن چیزی فراتر از نقطه تکین غیر ممکن است. برخی افراد نیز معتقدند که توصیف چگونگی شرایط زندگی انسان بعد از نقطه تکین عملا غیر ممکن است. اما من مایلم که درباره زندگی انسان پس از نقطه تکین فکر کنم. نقطه ای که بنابر پیش بینی خودم قبل از سال ۲۰۵۰ به آن خواهیم رسید. وجود مفاهیم بی شماری درباره طبیعت زندگی مانند طول عمر موجب می شود که ما انسان را همچون موجود زنده متفکری با توانایی های محدود ببینیم. اما زمانی که ما انسان ها با فنآوری ها خود ادغام و یکپارچه شویم همه این مفاهیم دستخوش تحولات بنیادین می شوند. در دهه ۱۹۸۰ در کتاب خود، "عصر ماشین های هوشمند"، پیش بینی کردم که در فاصله سال های ۲۰۲۰ الی ۲۰۵۰ هوش ماشین ها با هوش انسان برابر خواهد شد. در کتاب "عصر ماشین های معنوی" ( ترجمه شده به فارسی توسط سیمین موحد) که ده سال بعد نوشتم درباره زندگی انسان پس از این نقطه تکین و زمان رقابت ماشین ها با انسان ها بحث کردم. نکته ای که نباید فراموش کرد این است که سطح هوش غیر ماشینی ثابت است. درذهنهای کل نژاد بشر در هر ثانیه ۱۰ به توان ۲۶ محاسبه انجام می شود. همچنین در کل جهان ده ملیلیارد مغز انسان وجود دارد. پنجاه سال بعد هوش نوع بشر در همین مرتبه بزرگی باقی خواهد ماند. از سوی دیگر هوش ماشین ها رشد تصاعدی دارد و امروزه فقط هزار بار کمتراز سطح هوش زنده است. بنابراین اگر چه هنوز هوش انسان بر هوش ماشین چیره است اما در سال ۲۰۳۰ هوش ماشین به سطح هوش انسان رسیده و به صورت تصاعدی به رشد خود ادامه خواهد داد. برخی افراد می پرسند که ما چگونه بفهمیم که موجودات یا گونه های باهوش تری از انسان ها وجود دارند؟ آیا دانش چیزی جز تکرار مکررات نیست؟ چگونه می توانیم بیش از آنچه که می دانیم بدانیم؟ به جز ما انسان ها چه کسی باید این دانش بیشتر را بداند؟ واکنش بعضی ها به این صورت است که می گویند ما اصلا نمی خواهیم از نانو روبات ها استفاده کنیم. افراد بیشماری شاید دلشان بخواهد که فقط یک موجود زنده بیولوژیک باقی بمانند. اما نقطه تکین و گسیخته شدن سیر تاریخی تمدن بشر به نظر چنین افرادی چه گونه خواهد بود؟ پاسخ این است که آنها اصلا متوجه حضور هوش مصنوعی نمی شوند. در واقع ماشین های هوشمند همچون خدمتکاران تعالی یافته برای انسان ها کار می کنند. به نظر می رسد که این ماشین ها واقعا با ما دوست هستند و با مهربانی خاصی نیازهای ما را ارضا می کنند. اما ارضای نیازهای مادی و عاطفی تنها بخش بسیار کوچکی از خروجی ذهن بخش غیر زنده تمدن انسان خواهد بود. بنابراین چیزهای فراوانی وجود خواهند داشت که انسان ها اصلا متوجه آنها نخواهند شد. در اینجا باید به دو نکته مهم یکی در سطح اقتصادی و دیگری در سطح معنوی توجه کرد. در سطح اقتصادی، تنها معیار ارزش افزوده خروجی ذهن است. ما امروزه به جایی رسیده ایم که تنها چیز ارزشمند اطلاعات است. اطلاعات زمانی که منعکس کننده دانش باشد ارزش دارد و نه به صورت داده های خام. محصولاتی مانند ساعت، دوربین، یا ضبط و پخش فیلم و سی دی را در نظر بگیرید. اینها فقط یک سری اشیا فیزیکی هستند. اما به این خاطر ارزش دارند که با کاربرد اطلاعات و دانش انسان طراحی شده اند. ماده خام آنها فقط یک مشت سنگ و آهن است که ارزش چندانی ندارد. محصولاتی که ما می خریم به این خاطر ارزش دارند که دانشی را در خود گنجانده اند. مولفه دانش موجود در محصولات و خدمات به سمت ۱۰۰ درصد مجانب می شود و در سال ۲۰۳۰ این مولفه اساسا ۱۰۰ درصد خواهد شد. در واقع می توانیم با ترکیب نانو فنآوری و هوش مصنوعی هر محصول فیزیکی لازم برای برآورده کردن خواسته های مادی خود را بسازیم. زمانی که همه چیز در نرم افزار و اطلاعات خلاصه می شود، فقط کافی است که نرم افزار مناسب را دانلود کنیم. ما الان به چنین نقطه ای خیلی نزدیک شده ایم. در سطح معنوی، موضوع خود آگاهی یکی دیگر از ابعاد مهم موضوع هوش مصنوعی است. در واقع تا سال ۲۰۳۰ ما با موجوداتی غیر زنده مواجه می شویم که به نظر آگاه می آیند و حتی ادعا می کنند که چیز هایی را "احساس" می کنند. امروزه برخی شخصیت ها در بازی های رایانه ای چنین ادعایی می کنند اما کسی باور نمی کند. ما می دانیم که این کاراکترها فقط یک جور شبیه سازی نرم افزاری هستند و کسی برای آنها شخصیت انسانی در نظر نمی گیرد. دلیلش این است که این هویت یا موجود نرم افزاری میلیون ها بار ساده تر از ذهن انسان است. اما در سال ۲۰۳۰ اینگونه نخواهد بود. مثلا شما در دنیای مجازی با "کسی" دست می دهید که خود را به صورت انسان مجسم کرده است در حالیکه اصلا جان ندارد و فقط یک نرم افزار هوشمند است. این موجودات دیگر ساده تر از انسان ها نیستند بلکه به اندازه انسان یا حتی بیشتر پیچیده خواهند بود. آنها همه نشانه های ظریف انسان ها را خواهند داشت و با تجسم خود به صورت انسان روبرویتان نشسته و با شما حرف می زنند به گونه ای که اصلا باور نمی کنید که این موجود غیر زنده است. زمانی هم که ادعا می کنند عصبانی یا خوشحال هستند باید واقعا حرفشان را جدی گرفت! در چنین نقطه ای یک بحث عمیق فلسفی شکل می گیرد. آیا این موجود هوشمند فقط یک شبیه سازی است که خیلی خوب ما انسان ها را گول زده است یا اینکه درست مانند دیگر انسان ها خود آگاه است؟ از نظر من هیچ شیوه ای برای آزمون علمی چنین گزاره ای وجود ندارد. هیچ ماشینی وجود ندارد که بتوان روی آن چراغی نصب کرد که هر وقت سبز شد بگوییم خودآگاه است و هر وقت قرمزشد بگوییم نه خود آگاه نیست. شاید بعضی فیلسوفان بگویند که اگر این پالس ها از طریق الیاف عصبی ایجاد نشوند یا اگر این موجود پدر و مادر بیولوژیک نداشته باشد، آنگاه خود آگاه نیست. اما این حرفها بیشتر موضوعات انتزاعی- فلسفی است و از لحاظ علمی لاینحل هستند. انقلاب بزرگ بعدی که در انتظار ماست فنآوری زیستی نام دارد. ما توانسته ایم که دانش زیستی را با فنآوری پردازش اطلاعات ادغام کنیم. از طریق درک ژنوم انسان و چگونگی کد بندی اطلاعات ژنتیکی می توان فرآیند های زیستی و بیماری ها را بهتر شناخت. در کنار این پیشرفتها بحث داغی هم درباره تعریف حیات و زندگی شکل گرفته است. هم اکنون درباره سقط جنین یک عده معتقدند که حیات همزمان با تشکیل نطفه آغاز می شود و دیگران که در سوی دیگر این طیف هستند می گویند حیات انسان پس از زایمان آغاز می شود. اما به زودی این طیف تعاریف مربوط به حیات انسان به صورت بنیادین تغییر خواهد کرد. ما خواهیم توانست بدون عبور از مرحله تخمک بارورشده، "سلول های بنیادین" را بسازیم. تفاوت بین سلول پوست انسان، که همه ژن ها را دارد، با یک تخمک بارورشده در چیست؟ تنها تفاوت این دو وجود برخی پروتئین ها و عوامل ارسال سیگنال در تخمک است که هنوز کاملا آنها را درک نمی کنیم اما به هر حال اینها اساسا یک سری پروتئین هستند. روزی خواهد رسید که ما حجمی از پروتئین ها خواهیم ساخت که فقط مجموعه ای از مواد شیمیایی است و نه انسان. این حجم پروتئین را می توان به سلول پوست اضافه کرد و از آن سلولی درست کرد که مانند نطفه قابلیت تبدیل شدن به همه سلول های بدن را دارا باشد. در چنین دنیایی هنگامی که مثلا شما حمام می روید و پوست بدنتان را تمیز می کنید عملا هزاران انسان بالقوه را از بین می برید. در واقع برخلاف گذشته مرز مشخصی برای تعریف حیات وانسان وجود نخواهد داشت. علم و فنآوری راه های دیگری را نیز به ما نشان می دهند. به عنوان مثال در آینده ما فنآوری شبیه سازی درمانی خواهیم داشت. در این فنآوری بسیار مهم از مفهوم "جنین" کاملا پرهیز می شود. یعنی اینکه می توانیم پوست بدن انسان را گرفته و بدون اینکه از مرحله جنین بگذریم همه سلول های لازم را بنابر تقاضا بسازیم. ساختن سلول های جدید آنقدر ها هم دور از دسترس نیست. مثلا من که ۵۳ سال سن دارم می توانم با استفاده از دی ان آ خودم سلول های قلب یک جوان ۲۵ ساله را درست کنم و بدون نیاز به جراحی و فقط از طریق ارسال این سلول ها به درون جریان خون، قلبم را جوان کنم. پس از اینکه این سلول ها روی قلب بنشینند قلب من یک درصد جوان و ۹۹ درصد پیر است. اما اگر این کار را هر روز انجام دهم پس از یک سال قلب من ۹۹ درصد جوان خواهد شد. با استفاده از این فنآوری درمانی عملا می توان همه بافت ها، سلول ها و اندام های بدن را جایگزین کرد. چنین پیشرفت هایی شاید همین فردا رخ ندهند اما باید گفت نوعی فرآیندهای انقلابی هستند که ما در آستانه آنها ایستاده ایم. اگر به موضوع طول عمر انسان نگاهی بیاندازید در می یابید که در طی قرن هیجدهم هر ساله "چند روز" امید به زندگی افزایش یافت. در قرن نوزدهم هر ساله "چند هفته" به طول عمر اضافه شد. روند افزایش طول عمر نیز تصاعدی است به گونه ای که امروزه هر ساله " صد روز" عمر انسان را افزایش می دهیم. با استمرار این روند و شتاب گرفتن آن ظرف ده سال آینده هر ساله بیش از" یک سال" طول عمر زیاد می شود. زمانی که نسل ما پیر می شود روند تصاعدی افزایش طول عمر آنقدر سریع خواهد شد که با خوش بینی می توان گفت که ما آخرین نسلی هستیم که زود خواهد مرد! در واقع نسل کنونی مجبور است با همان روش های قدیمی و سنتی خودش را سالم و زنده نگه دارد، اما فرزندان ما که تا آن زمان ۲۰، ۳۰ و ۴۰ ساله خواهند شد به کمک این فنآوری ها، طول عمری تقریبا نامحدود خواهند داشت. نباید فراموش کرد که بحث های اخلاقی و مذهبی داغی برای جلوگیری از پیشرفت این فنآوری ها وجود دارد. سوال این است که آیا برخی افراد از طریق جنگ، نزاع ، یا فقط جر و بحث می توانند سدی در برابر این روند تصاعدی ایجاد کنند یا نه؟ من شخصا بر این باورم که اینگونه نخواهد بود. چنین بحث های اخلاقی مانند سنگ هایی هستند که درون یک رودخانه می افتند و جریان آب به راحتی آنها را دور می زند. تا کنون هیچ یک از این بحث های اخلاقی نتوانسته اند حتی یک هفته کار پیشرفت فنآوری های زیستی را متوقف کنند. شاید دانشمندان مجبور شوند که برخی موانع و محدودیت ها را دور بزنند اما تعداد پیشرفتها و حوزه های آنها بیشمار است. اگرچه شا�
  2. نگاه به فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی از دید نانومتری یعنی در ابعاد اتمی اطلاعاتی به دست می دهد که بسیار راحت تر می توان مسیر حرکتی آن را مشخص و خواسته ها و نظرهای شخصی را در آن اعمال کدد. آنچه که امروز تحت عنوان نانوتکنولوژی مطرح است آشنا شدن و کنترل کردن بسیاری از پدیده ها در ابعاد اتمی و آنگسترومی می باشد. پیشرفت های اخیر در ساخت کربن تیوب، موتورهای بیومولکولی، سنسورهای با ابعاد باکتری، *****های میکرونی و دیگر موارد موجبات تغییر و تحول در علوم مختلف از جمله کامپیوتر، الکترونیک، هوافضا، بیوشیمی، محیط زیست، شیمی و دیگر علوم را فراهم آورده است. در این زمینه، علم شیمی نیز بی بهره نبوده و با حضور روش های میکروسکوپی و الکترودهای با ابعاد نانومتر امکان بررسی ساختار و شناسایی بسیاری از سطوح فلزی و غیرفلزی میسر شده است. اولین اثر کاهش اندازه ذرات افزایش سطح است، افزایش نسبت سطح به حجم نانو ذرات موجب می شود که اتم های واقع در سطح اثر بسیار بیشتری نسبت به اتم های درون حجم ذرات بر خواص فیزیکی ذرات داشته باشند. این ویژگی واکنش پذیری نانو ذرات را به شدت افزایش می دهد به گونه ای که ذرات به شدت تمایل به اگلومره یا کلوخه ای شدن داشته باشند. به عنوان مثال در مورد نانو ذرات فلزی به محض قرار گیری در هوا به سرعت اکسید می شوند.البته این خاصیت مزایایی هم در بر دارد. به عنوان مثال با استفاده از این خاصیت می توان کارایی کاتالیزور های شیمیایی را به نحو موثری بهبود بخشید ویا در تولید کامپوزیت ها با استفاده از این ذرات پیوند های شیمیایی مستحکم تری بین ماده زمینه و ذرات بر قرارکرد. علاوه بر این افزایش سطح ذرات فشار سطحی را تغییر داده و منجر به تغییر فاصله بین ذرات یا فاصله بین اتم های ذرات می شود. فاصله بین اتم های ذرات با کاهش اندازه آن ها کاهش می یابد. البته این امر بیشتر برای نانو ذرات فلزی صادق است. درمورد نیمه هادیها و اکسید های فلزی مشاهده شده است که با کاهش قطر نانو ذرات فاصله بین اتم های آن ها افزایش می یابد .اگر اندازه دانه باز هم بیشتر کاهش یابد تغییرات شدید دیگری نیز رخ می دهد. از جمله این تغییرات آن است که اتم ها می توانند خودشان را در هندسه هایی که در جامدات توده ای غیر ممکن است آرایش دهند. ● نانو مواد نانو مواد به دو دسته کلی تقسیم می شوند: نانو ذرات و مواد نانو ساختار(یا مواد نانو کریستال)و مواد نانو ساختار به نانوسیم ها و نانو لوله ها ، نانو لایه ها طبقه بندی می شوند. تغییر در فاصله بین اتم های ذرات و نسبت سطح به حجم زیاد در نانو ذرات تاثیر متقابلی در خواص ماده دارد.برای مثال ترکیبات کاربیدی و نیتریدی پراکنده شده در یک ماتریس آمورف سختی های قابل مقایسه و یا بالاتر از الماس در مورد آن ها گزارش شده است.این تغییر در فاصله بین اتم های انرژی آزاد سطح پتانسیل شیمیایی را نیز تغییر می دهد. این امر در خواص ترمودینامیکی ماده (مثل نقطه ذوب) تاثیر گذار است. ملاحظه می شود که نقطه ذوب با کاهش اندازه ذرات کاهش می یابد و نرخ کاهش ذوب در اندازه خیلی کوچک بسیار شدید است. ● روشهای تولید نانو مواد اصلی ترین روش های ساخت مواد نانو را می توان در دو روش کلی ۱- روش بالا به پایین و ۲- روش پایین به بالا خلاصه نمود. ۱) روش بالا به پایین: در این روش با استفاده از یک سری ابزارها، مواد از جسم حجیم جدا شده و جسم کوچک می شود تا به اندازه های نانومتری برسد. ۲) روش پایین به بالا: این روش درست در جهت مخالف روش بالا به پایین می باشد. در این روش مواد نانو با استفاده از به هم پیوستن بلوک های سازنده مانند اتم ها و مولکول ها و قرار دادن آنها در کنار یکدیگر و یا استفاده از خودآرایی، تولید می شوند. خودآرایی عبارت است از طراحی مولکول ها و ابرمولکول هایی که اساس تشکیل آنها مکمل بودن شکل ساختاری است.باید توجه داشت که اتم ها و مولکول ها همیشه در جایی که مورد نظر ماست قرار نخواهند گرفت و عاملی که محل قرارگیری آنها را تعیین می کند انرژی آنها است. به این صورت که مولکول ها در جایی قرار خواهند گرفت که کمترین انرژی آزاد را داشته باشند و به سمت انرژی آزاد ( ) منفی تمایل دارند. انرژی آزاد در یک سیستم بوسیله استحکام پیوند و انتروپی تعیین می شود. روشهای تولید انبوه که در تولید مواد نانو متری به کار می روند عبارتند از: ۱) روش مکانیکی این روش یک نمونه از روشهای بالا به پایین می باشد و براساس متلاشی شدن ساختار دانه های درشت استوار است. تکنیک آلیاژسازی مکانیکی روشی است که در آن با استفاده از یک آسیاب ساچمه ای انرژی بالا مخلوط پودرهای مختلف را در سطح اتمی با یکدیگر آسیاب و ترکیب می کنند. با استفاده از این تکنیک علاوه بر پودرهای عنصری خالص از پودرهای آلیاژی و سرامیکها، نظیر اکسیدها، نیتریدها و غیره برای ایجاد آلیاژها و کامپوزیتها استفاده می شود مکانیزمی که در حقیقت بکار می رود، مکانیزم سایش مکانیکی همراه با خرد شدن می باشد. شکست دانه ها در حقیقت به علت انرژی است که به آنها انتقال داده می شود، که این انرژی به سرعت دورانی (یا ارتعاشی)، محفظه، اندازه و تعداد توپ ها نسبت جرم توپ به ذرات، مدت سایش در حین فرآیند سایش بستگی دارد. معایب این روش نیز به شرح زیر است: ▪ آلودگی و ناخالصی ناشی از ماده ساینده ▪ ایجاد ساختار خشن در پوردهای تولیدی. ▪ عدم یکنواختی در اندازه دانه ها. ▪ ترکیب شیمیایی غیر یکنواخت. ۲) سل _ ژل سل ژل عبارتست از یک فرایند خود آرایی خود به هم پیوستگی یا خود انباشتگی که در طی آن نانو مواد تشکیل می شوند . کلوئیدی که در یک مایع معلق شده است سل نامیده می شود.سوسپانسیونی که شکل خودش را حفظ میکند ژل نامیده شود. در نتیجه سل-ژل ها سوسپانسیون هایی از کلوئید ها در مایعات می باشند که شکل را نگه میدارند. فرایند سل_ژل همانطوری که از نامش پیداست مستلزم تکمیل تدریجی شبکه ها از طریق تشکیل یک سوسپانسون کلوئیدی(سل) و ژله ای شدن سل- برای تشکیل شبکه ای در یک فاز مایع پیوسته (ژل) می باشد. پیش ماده های لازم برای سنتز این کلوئید ها عموما شامل یون هایی از یک فلز است اما گاهی اوقات سایر عناصر از طریق گونه های فعالی که لیگاند ها نامیده می شوند احاطه شده اند. الکوکسید ها و الکوکسیلان ها بیشتر متداول می باشند به دلیل این که سریعا با آب وارد واکنش میشوند. تشکیل سل_ژل در چهار مرحله به وقوع می پیوندد: ▪ هیدرولیز ▪ تراکم و پلیمری شدن منومر ها برای تشکیل ذرات ▪ رشد ذرات ▪ به هم چسبیدن ذرات و توده ای شدن آن ها از طریق تشکیل شبکه هایی که در ستاسر محیط مایع گسترش یافته اند سبب زخیم شدن آن ها می گردد که تشکیل یک ژل می دهد. ۳) واکنش حالتهای جامد- مایع: این روش از برگرفتن رسوب دانه ها از فاز محلول استفاده می شود و فرآیند آن بر پایه وجود هسته مورد نظر استوار است. برای مثال پودر دی اکسید تیتانیم با اندازه های بین ۷۰ تا ۳۰۰ نانومتر با استفاده از این روش، از تیتانیم تترا ایزو پروپوکساید تولید می شود. ۴) چگالش فاز گازی این روش به طور کلی بر مبنای پیرولیز ماده اصلی تولید نانو ذرات استوار است و فرایند آن بدین گونه است که یک گاز حامل بی اثر و خالص وارد محفظه حاوی مایع اصلی تولید نانو ذرات می شود. مایع در این محفظه توسط یک مشعل تجزیه شده وبه وسیله گاز حامل به مبرد فرستاده می شود. بخارات در مبرد سرد شده و به صورت دانه یا خوشه در می آید اندازه دانه های تولید شده در این روش به عوامل زیر بستگی دارد: ▪ نوع گاز بی اثر بکار برده شده. ▪ فشار گاز بی اثر. ▪ زمان باقی ماندن ذرات در محدوده رشد. ▪ نسبت نرخ تبخیر به فشار بخار ماده تبخیر شده. ● مزایا: ▪ کنترل بهینه بر روی اندازه دانه ها. ▪ کنترل بهینه بر روی اندازه دانه ها. ▪ خلوص محصولات تولیدی در سیستم های تولید خلاء بالا. ● معایب: بالا بودن قیمت تجهیزات وعدم امکان تولید در ابعاد صنعتی ● کاربرد های نانو ذرات یکی از خواص نانو ذرات نسبت سطح به حجم بالای این مواد است. با استفاده از این خاصیت می توان کاتالیزور های قدرتمندی در ابعار نانو متری تولید نمود.این نانو کاتالیزورها راندمان واکنش های شیمیایی را به شدت افزایش داده و همچنین به میزان چشم گیری از تولید مواد زاید در واکنش ها جلو گیری خواهند نمود.به کار گیری نانو ذرات در تولید مواد دیگر می تواند استحکام آنها را افزایش دهد و یا وزن آن ها را کم کند. مقاومت شیمیایی و حرارتی آن ها را بالا ببرد و واکنش آن ها را در برابر نور وتشعشعات دیگر تغییر دهد. با استفاده از نانو ذرات نسبت استحکام به وزن مواد کامپوزیتی به شدت افزایش خواهد یافت. اخیرا در ساخت شیشه ضد آفتاب از نانو ذرات اکسید روی استفاده شده است.استفاده از این ماده علاوه بر افزایش کارایی این نوع شیشه ها عمر آن ها را نیز چندین برابر نموده است. از نانو ذرات همچنین در ساخت انواع ساینده ها رنگها و لایه های محافظتی جدید و بسیار مقاوم برای شیشه ها و عینک ها(ضد جوش و نشکن) کاشی ها و در حفاظ های الکترومغناطیسی شیشه های اتومبیل و در پنجره استفاده می شود.پوشش های ضد نوشته برای دیوار ها و پوشش های سرامیکی برای افزایش استحکام سلول های خورشیدی نیز با استفاده از نانو ذرات تولید شده اند. وقتی اندازه ذرات به نانو متر می رسد یکی از خواصی که تحت تاثیر این کوچک شدن اندازه قرار می گیرد تاثیر پذیری از نور و امواج الکترو مغناطیسی است. با توجه به این موضوع اخیرا چسب هایی از نانو ذرات تو لید شده اند که کاربرد های مهمی در صنایع الکترونیکی دارند. نانو لوله ها در موارد الکتریکی مکانیکی اپتیکی بسیار مورد توجه بوده است مثلا کاربرد نانو لوله های طلا در الکترونیک و بیوشیمی و تولید آنها بر پایه محلول و فاز بخار که روش رشد نانو لوله ها در قالب که توسط Martin مطرح شد]. نانو لایه ها در پوشش های حفاظتی با افزایش مقاومت در خوردگی و افزایش سختی در سطوح و فوتولیز و کاهش شیمیایی کاربرد دارد. نانو ذرات نیز به عنوان پیش ماده یا اصلاح ساز در پدیده های فیزیکی و شیمیایی مورد توجه قرار گرفته اند. Haruta وThompson اثبات کردند که نانو ذرات فعالیت کاتالیستی وسیعی دارند مثل تبدیل مونو اکسید کربن به دی اکسید کربن ، هیدروژنه کردن استیرن به اتیل بنزن و هیدروژنه کردن ترکیبات اولفیتی در فشار بالاو فعالیت کاتالیستی نانو ذرات مورد استفاده در سنسورها که مثل آنتن الکترونی بین الکترود و الکترولیت ارتباط برقرار می کنند در پیوست د لیست بعضی از شرکت هایی که بر روی نانو کار می کنند آمده است. ● نانو طلا و کاربرد های آن با توجه به مطالب فوق مشخص است که تغییر خواص فیزیکی مواد با آرایش اتمی ، اندازه جامد (دریک ، دو و سه بعد) و ترکیب شیمیایی آنها ارتباط مستقیمی دارد. از گذشته نیز اثر ذرات کوانتومی روی خواص مواد مورد بررسی قرار گرفته بوده است.درکنار افزایش مطالعات بر روی خواص فیزیکی نانو ذرات به روش های مختلف نانوذرات فلزی توجه ویژه ای شد به ویژه در زمینه هسته گذاری ، رشد بلور و انباشتگی ذرات.دراین پروژه تهیه نانو ذرات فلزی طلا مورد اهمیت بوده است که از محلول حاصل از اسید شوییکه در مرحله نهایی طلا به دست آمده است به ذرات نانو تبدیل می شود.نانو ذرات طلا در وسایل نوری و الکترونیک وبیوشیمی ، بیوتکنولوژی کاربرد فراوان دارد.از نانو ذرات طلا برای تولید الکترود با حساسیت و قابلیت انتخابی بالا بر پایه خود آرایی نانو ذرات طلا و همچنین نشاندن ذرات طلا روی الکترود از طریق پیوندهای کووالانسی یا الکتروستاتیکی یا الکتروشیمیایی بررسی شده اند.به طور کلی نانو ذرات در الکتروشیمی به علت خواص فیزیکی و شیمیایی خود مورد استفاده قرار گرفته اند همچنین استفاده از الکتروشیمی در نانو تکنولوژی بسیار مورد توجه بوده است، کاربردهای نانو ذرات طلا در شیمی به عنوان کاتالیزور در زیر اشاره شده است: ۱) پلیمر همراه ذرات طلا در تبدیل اپوکسید به کربامات همراه دی اکسید کربن. ۲) استفاده از نانو ذرات طلا به عنوان کاتالیزور در تهیه پلی وینیل پیرولیدین در آب . در اینجا اندازه ذرات طلا بسیار مهم است زیرا هر چه اندازه ذرات کوچکتر باشد فعالیت کاتالیتی بیشتری داردو اکسیژن بیشتری جذب می کند ۳) استفاده از نانو ذرات طلا به عنوان کاتالیزور برای بستن زنجیرهای اولفینی به صورت حلقه و نشانه گذاری کردن DNA ۴) استفاده از نانو ذرات طلای پوشش داده شده اِن اکتان تیولات به همراه Rh – دی فسفین (کایرال) به عنوان کاتالیزور ۵) تهیه نانو کلا سترهای آنانتیومری طلا توسط گروه فعال تیول و پنیسیلین آمین که برای تشخیص کایرالیته بکار برده می شوند. ۶) افزایش قابلیت اکسیداسیون فوتو کاتالیتی AgCl به وسیله ی ذرات طلا در اکسیداسیون آب ۷) همچنین از خصوصیات نوری و دمایی پروب های نانو ذرات طلای جدا از هم و مجتمع ، به عنوان یک روش تشخیص پزشکی استفاده می گردد. ● نانو نقره و کاربردهای آن همانطور که گفته شد،خواص فیزیکی ماده ارتباط مستقیم با ترکیب شیمیایی، آرایش اتمی و اندازه جامد دارد. در ارتباط با نانو ذرات گزارشات متعددی در خصوص تغییرات خواص فیزیکی در اثر کاهش اندازه ذرات ارائه شده است. علم ذرات فلز با آزمایش فاراده آغاز شد. بعد از فاراده ذرات فلزی متفاوت در اندازه مختلف سنتز شد. در زمینه نانو ذرات فلزی ، هسته گذاری و رشد بلور و انباشتگی ذرات مورد توجه قرار گرفت. دراینجا برای ما ساخت نانو ذرات نقره از بین بقیه فلزات بیشتر اهمیت پیدا می کند زیرا در محلول حاصل از اسید شویی مقدار قابل ملاحظه نقره دور ریخته می شود.در کار حاضر تلاش خواهد گردید تا ضمن معرفی مواد نانوپودر نقره، به بررسی روش های مختلف برای تهیه نانوپودر نقره پرداخته شود. در تولید نانو ذرات نقره روشهای مختلفی از جمله سنتز فلزی ، فوتولیز، الکتروشیمیایی، کاهش شیمیایی وجود دارد. روشهای متعددی برای ساختن ذرات فلزی در ماتریس های سرامیک و پلیمرها نیز ارائه شده است . نانو ذرات نقره یکی از پرمصرفترین مواد در مهندسی موادند. چون خاصیت چکش خواری ، ضد میکروبی و هدایت الکتریکی و گرمایی بالایی دارند. استفاده از نانو پودرهای نقره توسط سر لوله های میکرو الکترود و سیم های هادی در الکترونیک و همچنین استفاده از نانو نقره در سنسورهای بیولوژیکی و فوتو شیمی هم بررسی شده است . به دلیل بالا بودن سطح مقطع نقره دراین مقیاس ، در برخورد با سلولها خاصیت جالب توجهی از خود بروز می دهند که به ممانعت با متابولیسم سلولی از آن یاد می شود و جلوی تنفس و رشد و تکثیر هر گونه باکتری یا قارچ را می گیرد و اثرات موثری در بهبود زخم ، تاول، خارش یا بیماری دارد. محصولاتی که امروزه از نانو نقره در آنها استفاده می شود فراوانند همچون دام و طیور، کشاورزی ، باندهای زخم ، ضد تاول ، لوازم جراحی ، ژلهای مرطوب کننده ، ضد جوش ها ، در بهداشت زنان ، زایمان ، شلوارهای طبی ، دستمال کاغذی و نیز کولرها ، یخچالها و غیره . نقره در ابعاد نانو بر متابولیسم ، تنفس و تولید مثل میکرو اورگانیزم اثر می گذارد. ذرات نقره ریز استفاده زیادی در الکترونیک ، صنایع شیمیایی و دندانپزشکی ، بخاطر مقاومت بالای اکسایش و مقاومت در برابر فعالیتهای باکتریایی دارد. مکانیزم اثرگذاری نقره را به سه دسته زیر می توان تقسیم کرد: الف) تولید اکسیژن فعال توسط نقره ب) دگرگون ساختن میکرو ارگانیزم ج) افزایش بار مثبت نقره در ابعاد نانو که موجب تخریب غشاء سلولی میکرو اورگانیزم می شود. استفاده از نانو سیلور همراه با مواد مختلف از جمله الیاف ، رنگ ، پلیمر ، سرامیک ما را قادر می سازد محصولاتی تولید کنیم که محیط زیست ما را عاری از میکروب سازد و این درحالی است که ضرری را متوجه محیط زیست نمی کند. ● روش های تولید نانو طلاو نقره ۱) سنتز فازبخار سنتز فازبخار ذرات ، برای تولید نانو ذرات فلزی مناسب است به این صورت که مخلوط فاز بخار به طور دینامیکی ناپایدار است تا مواد در حد نانو تهیه شود ، ذرات به صورت همگن هسته گذاری می کنند و بعد از یکبار مرحله هسته گذاری، بخار فوق اشباع باقی مانده به وسیله متراکم شدن و واکنش با ذرات باعث رشد ذره هامی شود، دراین جا رشد ذره بیش از مرحله هسته گذاری اتفاق می افتد (درابتدا باید بخار فوق اشباع تشکیل داد به این صورت که یک جامد را حرارت می دهیم تا به صورت بخار در یک گاز پایه درآید، سپس با یک گاز سرد آن را مخلوط می کنیم تا دمای آن کاهش یابد بعد از این مرحله باید سیستم را خاموش کرد که با برداشتن منبع بخار فوق اشباع یا کاهش سینتیکی واکنش انجام می شود و از رشد ذرات جلوگیری می شود. ۲) الکتروشیمیایی برای تهیه نانو ذرات طلا و نقره از طریق روشهای الکتروشیمیایی نیز اقداماتی شده است که سایز ذرات با تنظیم شدت جریان تغییر می کند. در روشهای الکتروشیمیایی در تولید نانو ذرات اثرات پارامترهای گوناگون مثل دما ، جنس کاتد ، اورولتاژ ، دانسیته جریان ، زمان ، نوع الکترولیت برروی اندازه و ساختار ذات بررسی شده است یکی از روش های سنتز نانو ذرات فلزی طی روش الکتروشیمی الکترو پالس است این روش بر پایه استفاده از الکتروشیمی پالسی و شیمی صوت است و به تجهیزات بالا احتیاج دارد . روشی برای جانشینی الکتروستاتیکی طلا روی سطح الکترود در الکتروشیمی و ایجاد باند بین طلا با تیولها و دی سولفیدها گزارش شده است. رسوبگذاری الکتروشیمیایی بر پایه ، سولفات ، کلرید ، برمید و یدید نقره انجام می شود . در تمام موارد لایه ای از نقره تشکیل می شود. از جمله فواید روشهای الکتروشیمیایی برای تهیه نانو پودرها این است که به راحتی ایزوله و جدا می شوند و محصول فرعی حاصل از ماده کاهنده را هم تولید نمی کنند و بسیار انتخابی عمل می کنند. برای جلوگیری از جانشینی خود بخودی Ag+ روی سطح پتانسیل را باید کنترل کرد. ۳) فوتولیز: سنتز نانو ذرات به روش پرتو کافت گاما نیز میسر است طی این کاهنده قوی بوجود می آید که باعث کاهش یون فلز شده و عدد اکسایش فلز را به صفر می رسانند ۴) کاهش شیمیایی سنتز نانو ذرات توسط کاهش شیمیایی در حضور یک پایدارکننده مثل سورفاکتانتها و پلیمرها (مثل پلی وینیل پیرولیدین )بسیار معمول می باشد. که می توان اندازه ذرات را با تغییر دما ، pH و کنترل هم زدن تغییر داد. با وجود سهولت در این روش معایبی نیز وجود دارد مثل زمان انجام واکنش که معمولا بسیار طولانی است مرحله مهم در طول تهیه نانو ذرات در ابعاد مورد نظر ، کنترل رشد و جلوگیری از تجمع ذرات می باشدکه به وسیله ی لیگاندها پلیمرهاو یا سور فاکتانتها از رشد می توان جلوگیری کرد. واکنش های کاهشی با وجود سهولت معایبی نیز دارند که مهمترین ان زمان انجام واکنش می باشد که معمولا بسیار طولانی است البته بعضی از کاهنده ها در دمای اتاق عمل می کنند . کاهش یون نقره با یک کاهنده می تواند در دمای اتاق رخ دهد البته سرعت واکنش آنقدر کند است که تشکیل اجزای نقره ساعتها طول می کشد. افزایش دمای واکنش منجر به زمان کمتر می شود و این تغییر مربوط به اختلاف پتانسیل بین اکسیداسیون حلال و کاهش گونه فلزی است
  3. امروزه بسته بندی غذا به خصوص بر کنترل وتنظیم متمرکز شده .بسته بندی با استفاده از مواد نانو موادی به نام هوشمند انجام شده که میتوانند نسبت به شرایط پاتوژن محیطی پاسخ دهند و خود را ترمیم کنند ومصرف کننده را نسبت به آلودگی یل حظور پاتوژن آگاه سازد . فیلم پلاستیکی شفافی به نام دورتان که حاوی نانو مواد رسی است در سراسرر پلاستیک پراکنده شده و قادر است که O و CO۲ و رطوبت را برای حفظ گوشت وسایر غذاها بلوکه میکند . این مواد میتوانند پلاستیکهای روشن تر ومقاومتر ایجاد نماید . پژوهشگران با آزمایش بر روی بطری های پلاستیکی برای بسته بندی آبجو در یافتند عمر نگهداری تا ۶ ماه افزایش می یابد.[۷] نحوه دیگر استفاده از فناوری نانو در بسته بندی غذا استفاده نانو ذرات نقره با خاصیت آنتی باکتریال در ظروف نگهداری می باشد . ظروفی که با استفاده از فناوری نانو ساخته شده خواص ضد میکروبی بسیار عالی علیه انواع میکروبها دارند . این اثر بواسطه پراکنده شدن ذرات نقره به صورت بسیار ظریف در ظروف می باشد . با عرضه کامپوزیت نانو سیلور قابل اختلاط با انواع خمیر کاغذ در صنعت مقوا سازی و با اختلاط با انواع پایه های پلیمری میتوان انواع کارتن و جعبه های آنتی باکتریال را تولید نمود وبا توجه به خاصیت فتو کاتالیستی نانوسید می توان مواد غذایی ومیوه جات و سبزیجات را به مدت طولانی تر نگهداری کرد تا بتوان آنها را به مسافتهای دور تر ارسال تمود . این به معنای توسعه و ارتقا سطح فروش می باشد و میتوان Shelf Life مواد غذایی را بالا برد و از خسارات فراوان جلوگیری کرد . این در حالی است که یکی از روشهای مرسوم در نگهداری مواد غذایی استفاده از سموم سیمیتیک شیمیایی خطرناک است که باعث ایجاد بیماری های فراوان در انسان میشود . [۱۰] ظروف جدیدی یه وسیله شرکت Sharper Image در آمریکا عرضه شده که حاوی نانو ذرات نقره با قطر ۲۵ نانومتر بوده وذاتا خاصیت آنتی باکتریال دارند . این شرکت مدعی است که با استفاده از این ظروف می توان مواد غذایی را نسبت به حالت معمولی ۳ تا۴ برابر تازه تر نگه داشت . این ظروف قادر هستند میوه ها وسبزیجات ، داروها ، نان ، پنیر ، سوپ و گوشت را در مدت طولانی بدون تغییر رنگ ومزه وخواص غذایی شان نگهداری میکنند . لذا استفاده از این ظروف در مقایسه با ظروف معمولی در ۲۴ ساعت اولیه میزان رشد باکتری ها را تا۹۸/۰ کاهش میدهد .همچنین این ظروف دارای پلیمری از جنس پروپیلن است که نسبت به هوا بو غیر قابل نفوذ بوده در نتیجه علاوه بر خاصیت آنتی باکتریال از تداخل بو مواد غذایی واکسیداسیون چربی های مواد غذایی جلوگیری میکند .[۸] امروزه فناوری نانو یک شایه پوچ نیست بلکه حقیقتی لازم الاجرا در صنایع غذایی است و هر شرکتی که بخواهد در صنایع غذایی پیشگام باشد باید کار با فناوری نانو را سریعا شروع کند . شرکت های مختلف دیگری که فعالیت هایشان در زمینه بهبود روشهای ایمنی نگهداری غذا است نیز در توسعه صنعت بسته بندی مواد غذایی پیشگام هستند.
  4. به دنبال رشد غیرقابل انتظار دانش نانو تکنولوژی در سراسر دنیا و سرمایهگذاریهای هنگفت دولتها و شرکتهای صنعتی در این حوزه نوظهور، گویی هیچ یک از فعالان در این بخشحاضر به پاسخگویی در برابر ایهامات موجود نیستند. نویسنده با نگاهی به کاربردهای ذرات نانو در صنایع مختلف و ویژگیهای عملکرد این ذرات بسیار کوچک معتقد است که در سایه ضعف قوانین نظارتی، بسیاری از آثار زیانبار انسانی و جانوری و زیستمحیطی این دانش، نادیده گرفته میشود. نانو تکنولوژی به عنوان یکی از صنایعی که با رشدی بسیار سریع به فعالیت میپردازد، در کنار منافع اقتصادی آن، میتواند تهدیداتی را نیز برای سلامت انسانها و محیط زیست به همراه داشته باشد. البته واقعیت این است که هنگام صحبت عمومی پیرامون این موضوع، اکثر ما اطلاعی از واقعیتهای فراسوی این دانش میان رشتهای نوظهور نداریم. فعالان صنعتی در شاخه نانو تکنولوژی، با دستکاری ذراتی که اندازهای بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر دارند، به ساخت محصولات مصرفی مختلف میپردازند. (یک نانومتر معادل یک میلیاردم یک متر و یا برابر با رشد هر یک از ناخنهای انگشتان ما در طول یک ثانیه است.) باید دانست که با دستکاری ذرات در سطح اتمها و مولکولها، این ذرات بنیادین، ویژگیها و خواص فیزیکی، زیستی و شیمیایی کاملاً متفاوتی به نسبت مواد اولیه خود پیدا میکنند و ذرات مربوط به مواد کاملاً بیخطر میتوانند به موادی سمی و خطرناک تبدیل گردند که با ورود به بدن، در سلولها و مغز استخوانها و گلبولها جای میگیرند. چرا که اصولاً بدن ما فاقد ساز و کارهای دفاعی در برابر چنین ذرات کوچکی است. هم اینک از ذرات نانوی کربن، نقره تیتانیوم، مس و سایر مواد به صورتی گسترده در ساخت محصولات آرایشی، کرمهای ضدآفتاب، کالاهای ورزشی، ماشینهای لباسشویی، فریزرها، یخچالها، محصولات بچه، مواد مقاوم، مواد غذایی و اسپریهای خوشبوکننده هوا و کفش بهره برده میشود. صرفنظر از شعارهایی تجاری نظیر «جدید» و «بهبود یافته»، که برای فروش بیشتر این محصولات به کار گرفته میشود، باید دانست که در صحنه عمل، دانش نانوتکنولوژی به بهبود کارایی پنلهای خورشیدی، صافیها و اسفنجها، کاهش آلودگی هوا و جذب جیوه محلول انتشار یافته در محیط زیست، کمکهای شایانی نموده است. تعدادی از دستگاههای پزشکی ساخته شده با این فن آوری نیز به بهبود کارایی داروهای ضدسرطان و ساخت پوششهای فاقد باکتری انجامیده است و کارشناسان معتقدند که نانو تکنولوژی میتواند انقلابی را در صنایع الکترونیک، اپتیک و کوانتوم به وجود آورد؛ اما نباید از مخاطرات و تهدیدات این دانش نیز چشمپوشی کرد. مثلاً اتحادیه غیرانتفاعی مصرفکنندگان آمریکایی با نگاهی به پژوهشها و تحقیقات علمی انتشار یافته در این حوزه، اعلام نموده که کاربرد بدون ضابطه و گسترده از بسیاری از این مواد، میتواند به نتایجی ناخواسته، غیرقابل جبران و مخاطرهآمیز منجر شود. انجمن علمی سلطنتی انگلستان نیز هشدار داده که نانو لولهها میتوانند مضراتی مشابه فیبرهای آزبست به همراه داشته باشد. چرا که به عنوان مثال، موشهایی که مدتی در مجاورت ذرات نانو زندگی کردهاند، با عوارضی نظیر ایجاد تومور روبهرو شدهاند. ژورنال علمی سمشناسی ذرات و فیبرها نیز با طرح این پرسش که در صورت جذب کرمهای ضدآفتاب ساخته شده با روشهای نانو در بدن، آیا ما با مضراتی بیش از منافع آنها روبهرو نخواهیم شد، به بحث و بررسی پیرامون این آثار دوگانه پرداخته است. مطمئناً این ذرات کوچک، خیلی زود با راه یافتن در آبهای آزاد، وارد بدن ماهیها میشوند و اثرات مسمومیتآور و زیانباری را در آنها هم به وجود میآورند. از سوی دیگر، پیشبینی میگردد که در سال ۲۰۱۵ میلادی، بازار جهانی سالانه خدمات و کالاهای نانو به یک تریلیون دلار برسد. (گزارش بنیاد علوم ملی ایالات متحده) در سال گذشته، دولت آمریکا، بودجهای ۴/۱ میلیارد دلاری در بخش تحقیق و توسعه دانش نانو تکنولوژی هزینه نمود که در مجموع، تنها ۱ تا ۴ % از این رقم صرف ارزیابی مخاطرات و آسیبهای این رشته گردیده است. هر چند واقعیت این است که باید تلاشها و اقدامات بسیار گستردهای در جهت آشنایی عموم با مخاطرات مرتبط با این ذرات و محصولات مرتبط انجام گیرد. با وجود رشد لجام گسیخته کنونی دانش ذرات نانو، مدیران آژانس حفاظت محیط زیست (epa) و سازمان غذا و دارو (fda) ایالات متحده، نتوانستهاند اقدامات مناسبی را در جهت آزمون و سنجش ایمنی و سلامت راهکارها و روشهای کنونی و برچسبهای به کار گرفته شده، انجام دهند. آقای یان ایلومیناتو از «مؤسسه دوستان زمین» میگوید: «هنگامی که صحبت از تجاریسازی روشها و راهکارهای نوظهور به میان میآید، در سایه سیستم کنونی، به وجود آمدن آسیبها و مضرات فراوان تقریباً اجتنابناپذیر است.» در سیستم بوروکراتیک و ناکارای نظارتی فعلی، به دلیل روابط نزدیک صنایع و دولت، امکان بسیاری از اظهارنظرهای آزادانه علمی محدود گردیده و حقایق زیادی نادیده گرفته میشود. در یکی از گزارشهای آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده خاطرنشان گردیده که در کنار فرصتهای نوظهور این صنعت، مسایل غیرقابل پیشبینی مختلفی نیز وجود دارد که عموماً از سوی شرکتهای تجاری فعال، پنهان نگاه داشته میشود. مثلاً شرکت سامسونگ با ساخت یک ماشین لباسشویی نانو سیلور که در هر بار چرخش ۱۰۰ کوادریلیون ذره نقره را انتشار میدهد و درعین حال توانسته مجوزهای قانونی لازم را نیز کسب نماید، نشان داد که مقررات کنونی تا چه حد بیاثر و کم بازده است. با توجه به مقررات کنونی، ماشینهای لباسشویی جدید نیازی به تأیید ایمنی زیستمحیطی ندارند، مگر اینکه بعدها مشخص شود عملکرد آنها در از بین بردن باکتریها، ناکارا بوده است. در حوزه محصولات آرایشی و بهداشتی نیز که از قوانین نظارتی کمتری برخوردار میباشد، آژانس حفاظت محیط زیست تقریباً هیچ کنترلی را در مورد آثار به کارگیری این کالاها بر محیط زیست گیاهی و جانوری و انسانی نمینماید و تنها در صورت مشاهده فجایع انسانی روی داده پس از استفاده از این محصولات آرایشی و بهداشتی، وارد ماجرا میگردد. جورج کمیبرل وکیل مرکز غیرانتفاعی و بینالمللی ارزیابی تکنولوژی میگوید: «همه ما شهروندان آمریکایی، بخشی از یک آزمایشگاه بزرگ انسانی هستیم. اما نباید فراموش کرد که همه شرکتها در کنار توجه به بازاریابی کالاهایشان، باید به منافع جامعهای نیز که در آن به کار میپردازند، توجه نمایند. درگام اول، تهیه و تدوین مطالعات مربوط به ارزیابی هزینههای مختلف مصرف یک محصول، باید تهیه و منتشر گردد.» ایمان کور و کر و فاقد منطق به تکنولوژیهای نوظهور، از دیرباز باعث ایجاد مشکلات و فجایع طبیعی و انسانی مختلفی شده است و تنها پس از چند سال و یا چند دهه از کاربرد یک محصول نوظهور و افشای آثار جبرانناپذیر به وجود آمده، رهبران سازمانهای نظارتی مجبور شدهاند که به بررسیهای لازم بپردازند. آیا در دانش نانو تکنولوژی امروز نیز همین اتفاقات، یک بار دیگر باید تکرار شود؟ در پایان من معتقدم که ما باید به این پرسشها، براساس واقعیتهای موجود، پاسخهایی جامع، اطمینانبخش و همهجانبهنگر بدهیم: ۱) دولتهای ما برای کنترل، قانون گذاری، آزمون و برچسبگذاری محصولات و کالاها و خدمات تولید شده با استفاده از نانوتکنولوژی چه گامهایی برداشتهاند؟ و این اقدامات تا چه حد اثربخش بوده است؟ ۲) این ذرات نانو تا چه حد بر سلامت کارگران فعال در صنایع تجاری بهره گیرنده از این فن آوری نوظهور تأثیر میگذارند؟ و برای کنترل و کاهش این تأثیرات چه گامهایی باید برداشته شود؟ ۳) آیا این ذرات نانو، باکتریهای مفید بدن ماهیها، حیوانات، گیاهان و انسانها را میکشند؟ ۴) آیا استفاده از این محصولات نوظهور به ایجاد مقاومت دارویی در برابر آنتیبیوتیکها منجر نخواهد شد؟ ۵) آیا تولید گسترده این محصولات به تغییر در ماهیت موجودات زنده منتهی نمیگردد؟ ۶) آیا استفاده از محصولات تولید شده با فن آوری نانو، به ایجاد بیماری و یا تومورهای مختلف نمیانجامد؟ ۷) با تجمع ذرات نانو در بدن افراد، چه اتفاقاتی روی خواهد داد؟ ۸) سرمایهگذاری سالانه ۶۰۰ میلیون دلاری دولت آمریکا در بخش مطالعات مربوط به کاربرد نانو تکنولوژی در علوم نظامی، به چه نتایجی منتهی شده است؟ اگر شما پاسخی برای این سؤالات ندارید و یا تاکنون به این موضوع نیندیشیدهاید، احتمالاً روزگار خوبی دارید. هر چند دیگر خبری از آن روزهای خوب گذشته نیست.
  5. دانه های مغناطیسی FeCo در اندازه های زیر میکرون با درصدهای مختلف کبالت در حضور میدانهای مغناطیسی رشد داده شده اند. پس از حذف یونهای اضافی و اکسیژن، عملیات گرمایی انجام گردیده و برخی از نمونه ها در بستر پلیمر در حضور میدان مغناطیسی جهت دار شدند. نتایج SEM، XRD و اندازه گیریهای مغناطیسی، وجود ناهمسانگردی مغناطیسی القایی در نمونه ها را تایید می کنند؛ به طوری که برای نمونه Fe۰.۷ Co۰.۳ حضور میدان در ضمن رشد دانه ها، وادارندگی را از ۸۲۰ Oe به ۱۶۰۰ Oe می رساند. اندازه گیری تغییرات زمانی مغناطش نمونه ها یک رابطه خطی بین ضریب پایداری مغناطیسی و وادارندگی را نشان می دهد. مغناطش پسماند نمونه های جهت دار به میزان %۲۵ افزایش یافته است. بالا بردن وادارندگی محیط برای افزایش ظرفیت ذخیره سازی مغناطیسی اطلاعات یک عامل اصلی است.
  6. دنیای کوچکترین ذرات آیا ذرات نوری وجود دارند؟ صدها آزمایش گوناگون ثابت کرده که امواج نوری وجود دارند. این امواج برخلاف امواج آب و امواج صوتی، در خلاء نیز انتشار مییابد. نور، امواج رادیوئی، امواج مادون قرمز، امواج ماوراء بنفش و امواج رونتگن همگی به خانواده بزرگ امواج الکترومغناطیسی تعلق دارند. نور مادون قرمز طول موج بلندتری از نور بنفش دارد. نور نادیدنی مادون قرمز، به نوبه خود نسبت به نور قرمز، از طول موج بلندتری برخوردار است. در حالیکه نور ماوراء بنفش دارای طول موج کوتاهتری از نور بنفش بوده و اشعه رونتگن در جای خود، طول موج کوتاهتری از نور ماوراء بنفش دارد. تا آغاز قرن حاضر اینطور تصور میشد، که با توجه به آگاهی ذهنی که انسان از نور، بهعنوان موج دارد، به تمام خصوصیات نور پیبرده و آن را کاملاً شناخته است. ولی با ظهور فیزیکدانهای بزرگی چون پلانک و اینیشتین این تصور تغییر یافت.
  7. فیزیک شاخه ای از علم است که به بررسی قوانین جهانی حاکم بر ماده، انرژی، فضا و زمان می پردازد. فیزیک از کلمه ای یونانی مشتق شده است و معنی آن «شناخت طبیعت» است. بنابراین کار فیزیک آن است که تصویری نظام مند از طبیعت ارائه کند که با آزمایش ها و تجربه ها سازگار باشد. از زمان های باستان، فیلسوفان طبیعی به دنبال روش هایی بودند که بتوانند پدیده های فیزیکی (همانند حرکت سیاره ها و ماهیت ماده) را به وسیله آن توجیه کنند. اما آغاز فیزیک نوین و تمایزش با فلسفه طبیعی از انقلاب های علمی قرن شانزدهم و هفدهم آغاز شد و در نهایت توانست در قرن بیستم فیزیک نوین را عرضه کند. این بخش دانش به پیشرفت سریع خود ادامه داد و نظریه های بسیاری ابداع کرد (همانند مدل استاندارد ذرات بنیادی) و توانست جزئیات تاریخ جهان را آشکار سازد و فناوری های تحول سازی (همانند ابررساناها و انرژی هسته ای) را عرضه کند. امروزه فیزیک به پژوهش های خود در حوزه های مختلف و عرصه های گوناگون (از جمله ابررسانایی در دمای زیاد، محاسبه کوانتومی، جست وجوی بوزون هیگز و تلاش برای ارائه نظریه گرانش کوانتومی) ادامه می دهد. فیزیک که پایه هایش را بر مشاهده و آ زمون استوار کرده است و مجموعه کاملی از نظریه هایی را در اختیار دارد که به زبان زیبای ریاضی ارائه شده اند، نقش بسیار مهمی در پیشرفت علم، فناوری و فلسفه داشته است. هرچند که فیزیکدانان گستره وسیعی از پدیده ها را بررسی می کنند، اما در عمل از تعداد کمی از نظریه های فیزیکی استفاده می کنند. هرکدام از این نظریه ها را بارها آزموده اند و اثبات شده است که هر کدام از آنها در محدوده اعتبار خود تقریب صحیحی از طبیعت است. برای مثال، نظریه مکانیک کلاسیک حرکت اجسامی را که از اتم ها و مولکول ها بزرگ تر و سرعت حرکتشان از سرعت نور بسیار کمتر باشد، به دقت توصیف می کند. از زمانی که یک نظریه فیزیکی ارائه می شود تا سال ها پس از آن، همچنان یک حوزه پژوهشی فعال و پرجاذبه محسوب می شود، برای مثال یکی از شاخه های مکانیک کلاسیک به نام آشوب در قرن بیستم یعنی سه قرن پس از فرمول بندی اولیه آن توسط ایزاک نیوتن (۱۷۲۷-۱۶۴۲) ابداع شد. نظریه های اصلی فیزیک ابزارهای مهمی برای پژوهش در حوزه های تخصصی تر است و به همین دلیل انتظار می رود همه فیزیکدان ها با آن آشنا باشند. نظریه های اصلی فیزیک عبارتند از؛ ▪ مکانیک کلاسیک؛ مکانیک کلاسیک شاخه ای از فیزیک است که به بررسی تاثیر نیرو روی اجسام می پردازد. از آنجایی که نیوتن این شاخه از فیزیک را ابداع و قوانین آن را تدوین کرد، آن را به نام «مکانیک نیوتنی» نیز می شناسند. مکانیک کلاسیک به زیرشاخه های استاتیک (بررسی اجسام ساکن)، سینماتیک (بررسی اجسام در حال حرکت) و دینامیک (بررسی تاثیر نیرو بر جسم) تقسیم می شود. امروزه نظریه های کامل تری عرضه شده است؛ مکانیک نسبیتی سیستم هایی را بررسی می کند که با سرعت های زیاد و نزدیک به سرعت نور حرکت می کنند، مکانیک کوانتوم سیستم های کوچک به اندازه اتم ها و مولکول ها را بررسی می کند و موضوع میدان کوانتوم نسبیتی سیستم هایی است که هر دو خاصیت یادشده را دارند. با این همه مکانیک کلاسیک هنوز هم بسیار سودمند است، زیرا به کارگیری آن از دیگر نظریه های یادشده آسان تر و در حوزه گسترده ای از تقریب ها معتبر است. مکانیک کلاسیک را می توان برای بررسی حرکت اجسام معمولی (مثل خودرو یا توپ فوتبال)، بسیاری از اجسام آسمانی (مثل سیاره ها و کهکشان ها) و اجسام میکروسکوپی خاص (مثل مولکول های آلی) به کار برد. ▪ الکترو مغناطیس؛ الکترو مغناطیس، فیزیک میدان های مغناطیسی است. میدان مغناطیسی میدانی است که از وجود و حرکت ذره های باردار حاصل می شود و به آنها نیرو وارد می کند. زیرشاخه های الکترومغناطیس رفتار ذره های باردار متحرکی را که با میدان های الکترومغناطیس بر هم کنش دارند، بررسی می کند. الکترومغناطیس پدیده های بسیاری را در دنیای واقعی پیرامون ما دربرمی گیرد. در حقیقت نور هم یک میدان الکترومغناطیسی نوسان کننده است که از ذره های باردار شتاب گرفته گسیل می شود. به جز گرانش، بیشتر نیروهایی که در زندگی روزمره با آن روبه رو می شویم، در نهایت به الکترو مغناطیس مربوط می شود. ▪ ترمودینامیک؛ ترمودینامیک شاخه ای از فیزیک است که به بررسی حرارت و تبدیل آن به دیگر شکل های گوناگون انرژی می پردازد. ترمودینامیک به ویژه به بررسی رابطه انرژی، حرارت، دما، فشار، حجم و کار مکانیکی می پردازد. «مکانیک آماری» نظریه ای وابسته به ترمودینامیک است که با به کارگیری اصول در مورد اجزای میکروسکوپی، سیستم های ماکروسکوپی و خواص آنها را بررسی می کند. می توان از این شاخه فیزیک استفاده کرد و خواص ترمودینامیکی یک توده از جسم را با توجه به خواص مولکول های سازنده آن به دست آورد. ▪ نظریه نسبیت؛ نسبیت یک نظریه فیزیکی است که بر پایه دو پذیره استوار است؛ اول آنکه سرعت نور در خلاء ثابت و مستقل از ناظر یا منبع نور است، دوم آنکه شکل ریاضی قانون های فیزیکی در تمام سیستم های سخت بدون تغییر است. این نظریه که نظریه نسبیت خاص گفته می شود، هم ارزی جرم و انرژی و تغییر در جرم، ابعاد و زمان به دلیل افزایش سرعت را در پی دارد. نظریه نسبیت عام که گسترش یافته نسبیت خاص است، گرانش را به عنوان واپیچش فضازمان در نظر می گیرد که از وجود جرم یا انرژی ناشی می شود. ▪ مکانیک کوانتوم؛ مکانیک کوانتوم شاخه ای از فیزیک است که سیستم های اتمی و زیراتمی و همچنین برهم کنش آنها با تابش را برحسب کمیت های مشاهده پذیر بررسی می کند. مکانیک کوانتوم بر پایه این باور شکل گرفت که تمام شکل های انرژی به صورت واحدهای مجزای انرژی به نام کوانتا جریان دارند. مکانیک کوانتوم نظریه ای فیزیکی و درباره ماده است که مبتنی بر خواص موجی ذرات بنیادی است و بر مبنای این خواص موجی، از ساختار ماده و برهم کنش های آنها تفسیری ریاضی ارائه می کند. نکته قابل توجه در مورد مکانیک کوانتومی آن است که از خواص مشاهده شده ذرات زیراتمی نتیجه های آماری یا احتمال ها را ارائه می دهد. کشف مکانیک کوانتوم در ابتدای قرن بیستم، فیزیک را دگرگون کرد. مکانیک کوانتوم در بیشتر حوزه های پژوهشی کنونی نقش اساسی دارد. ● پژوهش ها پژوهش های کنونی در فیزیک در چند حوزه مختلف جای می گیرد. ▪ فیزیک ماده چگال که خواص توده ماده را بررسی می کند، یعنی به بررسی این موضوع می پردازد که چگونه خواص ماده های معمولی جامد و مایع که در زندگی روزمره خود با آنها سروکار داریم، از برهم کنش بین اتم های تشکیل دهنده آنها ناشی می شود. یکی از مهم ترین موضوع ها در این حوزه ابررسانایی دمای زیاد است. ▪ فیزیک اتمی و مولکولی و اپتیک که به بررسی اتم ها و مولکول ها و به ویژه چگونگی برهم کنش آنها با نور می پردازد. یکی از موضوع های پژوهشی جالب در این حوزه که هم اکنون به آن توجه می کنند، رفتار چگالیده بوز- اینشتین است. فیزیک ذرات که آن را «فیزیک انرژی زیاد» نیز می نامند و هدف آن بررسی ویژگی های ذره های زیراتمی کوچک تر از اتم هاست، (از جمله ذرات بنیادی همانند الکترون ها، فوتون ها و کوارک ها) یکی از موضوع های پژوهشی کنونی در این رشته بوزون هیگز است. ▪ اخترفیزیک و کیهانشناس از قانون های فیزیک استفاده می کند تا پدیده های آسمانی همانند دینامیک ستاره ها، سیاهچاله ها، کهکشان ها و انفجار بزرگ را تفسیر کند. یکی از موضوع های پژوهشی کنونی تعیین ماهیت ماده تاریک و انرژی تاریک است. در قرن بیستم هرکدام از این شاخه های فیزیک به زیرشاخه های بسیاری تقسیم شده و بسیار تخصصی شده اند و امروزه بیشتر فیزیکدان ها در همه دوران کاری خود فقط در یکی از این رشته ها فعالیت و پژوهش می کنند و بزرگانی مثل آلبرت اینشتین و لولاندائو که در چندین رشته فیزیک پژوهش کرده باشند، امروزه کمتر پیدا می شود. ● فیزیک محض و کاربردی فیزیک از یک لحاظ با بسیاری از رشته های دیگر تفاوت دارد. این تفاوت نیز در این نکته است که فیزیک به دو بخش عمده نظریه و آزمایش تقسیم می شود. از آغاز قرن بیستم بیشتر فیزیکدانان یا متخصص فیزیک نظری یا فیزیک تجربی بوده اند. البته انریکو فرمی فیزیکدان بزرگ ایتالیایی که هم در بخش نظریه و هم در بخش آزمایش فیزیک هسته ای پژوهش می کرد، یک استثنای بزرگ محسوب می شود. در مقابل بیشتر نظریه پردازان موفق در زیست شناسی و شیمی (مثل لینوس پائولینگ زیست شیمیدان و شیمیدان کوانتوم امریکا) آزمایشگران موفقی نیز بودند، هر چند که این وضعیت هم اکنون در حال تغییر است. به تقریب می توان گفت که نظریه پردازان با مدل سازی های ریاضی و روش های انتزاعی نظریه هایی ارائه می دهند که هم می تواند نتیجه آزمایش های فعلی را توصیف و تفسیر کند و هم نتیجه آزمایش های بعدی را پیش بینی کند. اما آزمایشگران آزمایش هایی را طراحی و اجرا می کنند تا به پدیده های جدیدی دست یابند یا پیش بینی های نظریه را بیازمایند. هر چند که نظریه و تجربه جدا از هم گسترش یافتند، اما به شدت به یکدیگر وابسته هستند. بارها اتفاق می افتد که آزمایشگران به کشف جدیدی می رسند که نظریه های موجود نمی تواند آن را توجیه کند و لازم می شود که نظریه های جدیدی فرمول بندی شود و بدین ترتیب فیزیک یک گام دیگر جلو می رود. از طرف دیگر نظریه های جدید الهام بخش آزمایش های تازه ای در ذهن آزمایشگران می شود. اهمیت آزمایش در فیزیک به قدری زیاد است که فیزیکدانان بر این باورند که در نبود آزمون چه بسا که پژوهش های نظری به خطا برود. این یکی از انتقادهای فیزیکدانان از نظریه m (یکی از نظریه های رایج در فیزیک انرژی زیاد) است، زیرا تاکنون هیچ آزمایشی برای آزمودن این نظریه طراحی و اجرا نشده است. فیزیک کاربردی بخشی از فیزیک است که به یکی از کاربردهای فناوری یا عملی فیزیک نظر دارد، برای مثال به کاربردهای فیزیک در مهندسی یا پزشکی می اندیشد و از این لحاظ با پژوهش های بنیادی تفاوت دارد. از این لحاظ فیزیک کاربردی همانند ریاضی کاربردی است. مبنای فیزیک کاربردی واقعیت های بنیادی و مفاهیم اصلی علوم فیزیکی است، اما توجه خود را به کاربردهای اصول علمی در ابزارها و سیستم های عملی و کاربرد فیزیک در دیگر حوزه های علم معطوف کرده است. فیزیک محض و کاربردی با یکدیگر تفاوت هایی دارند و این تفاوت ها به انگیزه و نگرش پژوهشگران و ماهیت ارتباط این پژوهش ها با علم و فناوری مربوط می شود.
  8. از ميان مجموعه مقاله هاى اينشتين مقاله اى كه او در سال 1905 عرضه كرد، اثر مهمى در پيشرفت علم داشته است. در آن مقاله پديده فوتوالكتريك را شرح مى دهد و با استفاده از نظريه كوانتوم پلانك نظريه فوتونى نور را بيان مى كند. بر طبق اين نظريه نور مانند انرژى هاى ديگر حالت كوانتومى دارد. كوانتوم نور را كه فوتون مى ناميم مقدار مشخص انرژى است كه اندازه آن، E، از رابطهhv = Eبه دست مى آيد كه v بسامد موج و h ثابت پلانك است. بنابر اين نظريه هر چه بسامد نور بيشتر يا طول موج آن كمتر باشد، انرژى فوتون بيشتر است. چنانچه اين فوتون ها در مسير حركت خود به الكترون هايى برخورد كنند، جذب الكترون مى شوند و انرژى الكترون را بالا مى برند و در نتيجه الكترون مى تواند از ميدانى كه در آن قرار گرفته است، آزاد و خارج شود. اينشتين به مناسبت توضيح پديده فوتوالكتريك جايزه نوبل سال 1921 فيزيك را دريافت كرد. نظريه فوتونى او نه فقط نور بلكه سراسر طيف موج هاى الكترومغناطيسى از موج هاى گاما تا موج هاى بسيار بلند را دربرمى گيرد و توضيح مى دهد. موضوع دومين مقاله اينشتين حركت براونى بود. در سال 1827 رابرت براون (1858- 1773) گياه شناس و پزشك انگليسى حركت مداوم معلق دو مايع را مشاهده كرد و متوجه شد كه اين ذره ها با قطرى حدود يك ميكرون پيوسته به اين سو و آن سو حركت مى كنند. اينشتين همين آزمايش را در مقاله اى با استفاده از نظريه جنبشى ذره ها تعبير و تفسير كرد و از روى آن عدد آوودگادرو را به دست آورد. اينشتين نظريه نسبيت خاص را در مقاله سوم معرفى كرد. در اين مقاله بود كه مفاهيم اساسى طبيعت موجى فضا، حجم، زمان و حركت به طور كامل تغيير كرد. اينشتين ضمن مطالعه هاى خود توانست مسئله سرعت نور را كه از مدت ها پيش تعجب دانشمندان را برانگيخته بود، حل وفصل كند. او نظريه خود را براساس دو اصل زير قرار داد: 1- سرعت نور در جهان ثابت است 2- قانون هاى طبيعت براى ناظرين مختلف كه يكنواخت حركت مى كنند يكسان است. اينشتين نشان داد كه اگر ثابت نبودن سرعت نور را بپذيريم، نتيجه هاى شگفت انگيزى به بار مى آيد. براى مثل هر چه سرعت حركت جسمى بيش تر شود، طول آن كوتاه تر و جرمش بيشتر مى شود. نتيجه ديگر آنكه به زمان مطلق و فضاى مطلق به شكلى كه پيشينيان تصور مى كردند نمى توان قائل شد و زمان و فضا را جدا و مستقل از يكديگر نمى توان در نظر گرفت. دنياى مادى يك فضا و زمان چهاربعدى است. جرم يك جسم نيز ثابت نيست و با تغيير سرعت تغيير مى كند به طورى كه مى توان جرم را نوعى انرژى متراكم در نظر گرفت و يا انرژى را جرم پراكنده دانست. اينشتين با بيان نظريه نسبيت خاص، قانون بقاى ماده لاوازيه و اصل بقاى انرژى ماير را به اصل بقاى مجموع ماده و انرژى درآورد و رابطه معروف جرم و انرژى را به دست آورد. اينشتين در سال 1916 نظريه نسبيت عام را تنظيم و اعلام كرد. در اين نظريه نه تنها حركت با سرعت ثابت و مسير مستقيم، بلكه هر نوع حركتى در نظر گرفته شده بود. در بسيارى موارد دليل آنكه سرعت و مسير حركت هر متحركى تغيير مى كند، وجود نيروى جاذبه است. بنابراين در نظريه نسبيت عام بايد نيروى جاذبه در نظر گرفته شود. اينشتين يك رشته معادله تنظيم كرد كه نشان مى داد اگر در هيچ جا ماند و نيروى جاذبه وجود نداشته باشد، جسم متحرك مسير مستقيمى را طى مى كند و اگر ماده وجود داشته باشد فضاى پيرامون جسم متحرك دگرگون شده، جسم مسير منحنى را طى مى كند. نظريه نسبيت عام نشان مى دهد كه اين منحنى ها چگونه بايد باشند و اين به طور كامل با آن چه در نظريه جاذبه نيوتن پيش بينى شده بود، تطبيق نمى كرد. براى مثال بر طبق نظريه اينشتين مسير نور تحت تاثير ميدان جاذبه قوى تغيير مى كند. در صورتى كه از قانون هاى نيوتن چنين نتيجه اى به دست نمى آمد. كسوف سال 1919 نظريه اينشتين را ثابت كرد. در سال 1969 دو سفينه پژوهشى كه به سمت مريخ فرستاده شدند، اثر خورشيد بر مسير موج هاى راديويى را مورد مطالعه و مشاهده قرار دادند. ايران و سال جهانى فيزيك سال جهانى فيزيك فرصت مناسبى است تا در ايران به نقد آموزش علوم و پژوهش هاى علمى بپردازيم و مشخص كنيم آيا راه و روشى را كه از زمان بنيانگذارى دارالفنون تاكنون برگزيده ايم درست و بجا بوده و توانسته است بسترى مناسب براى فعاليت هاى علمى و پژوهشى به وجود آورد. آيا با همه سرمايه گذارى هاى مادى و معنوى توانسته ايم جامعه ايرانى را به حالتى برسانيم كه به علم باور داشته باشند، علمى بينديشند، بتوانند توليدكننده علم باشند و بدانند كه براى رساندن جامعه به خودكفايى و توسعه پايدار، كارى مداوم و جدى و همگانى لازم است. گرچه نمى توان منكر تلاش هاى صميمانه افراد و سازمان هاى مؤثر در آموزش علوم جديد در ايران شد ليكن در اين مدت نتوانسته ايم به سطح مورد انتظار جامعه برسيم، ولى توانسته ايم پايه هاى اوليه را طرح ريزى و شروع به سازندگى كنيم. اين كار از يك سو از دبستان ها و از سوى ديگر از دانشگاه ها آغاز شده است. در دبستان ها فعاليت آموزش علوم با طرح جديدى كه هم اكنون در مدرسه ها اجرا مى شود، آغاز شد. كودكان را به مشاهده مستقيم طبيعت و كارگروهى برانگيخته اند و به جاى آنكه فقط دانستنى ها را به ذهن آنها منتقل كنند، معلمان، كودكان را به مشاهده طبيعت، جمع آورى اطلاعات، طبقه بندى و حتى طراحى آزمايش، فرضيه سازى و نتيجه گيرى تشويق مى كنند و همه اينها مقدمه اى است براى آنكه كودكان با روش علمى آشنا شوند. در دانشگاه ها تحقيقات سازمان يافته آغاز شده است. پروژه هاى تحقيقاتى گرچه در ابتدا حالت تقليدى و كتابخانه اى داشت، كم كم به مرحله علمى نزديك مى شود و اميد است، تحقيقات به معناى واقعى در كشور آموزش داده شود و جريان يابد. اكنون مشكل بزرگ در برنامه دبيرستان ها وجود دارد. دانش آموزان به جاى آموختن روش حل مسئله به حفظ كردن پاسخ ها مى پردازند تا آنها را تحويل آزمون ها و كنكور دانشگاه دهند و به مدرك هاى بالاتر دست يابند. با توجه به آنكه مخاطبان سال جهانى فيزيك، دانش آموزان نيز هستند مى توان اميدوار بود كه با نيروهاى مخلصى كه در ميان معلمان وجود دارد و نيز تشويق هايى كه از طرف سازمان ها صورت مى گيرد و كارگاه هاى علمى كه از سوى كشورهاى پيشرفته صنعتى در كشور تشكيل و اجرا مى شود، به هدف هاى مورد نظر دست يافت و روش علمى را در فعاليت هاى آموزشى و پژوهشى ياد گرفت و به كار برد. نويسنده اين نوشته تاكنون شاهد همايش ها و جلسه هاى متعددى بوده كه از سوى دبيران فيزيك و انجمن هاى علمى تشكيل شده و دانش آموزان و دبيران به تهيه و عرضه مقاله هاى علمى و توليد نرم افزارهاى كامپيوترى و نيز ابزارهاى آزمايشگاهى و كارگاهى دست زده اند. همه اين كارها به علاقه مندان اين كشور اميد مى دهد كه جامعه علمى ما در حال بيدار شدن است. بيدارگران پرتلاش و پر اميد به بيدار كردن خواب آلودگان مشغولند. گرچه برخى از سازمان ها و افراد هنوز در كار متوقف كردن جريان علمى در كشور هستند، اما در جامعه نه تنها زنگ ها بلكه ناقوس هاى بيدارى به صدا درآمده و هيچ فردى را فرصت و مهلت خوابيدن نمى دهد. روزى كه اينشتين رمق فكر كردن نداشت اينشتين در نوجوانى علاقه چندانى به تحصيل نداشت. پدرش از خواندن گزارش هايى كه آموزگاران درباره پسرش مى فرستادند، رنج مى برد. گزارش ها حاكى از آن بودند كه آلبرت شاگردى كندذهن، غيرمعاشرتى و گوشه گير است. در مدرسه او را «باباى كندذهنى» لقب داده بودند. او در 15 سالگى ترك تحصيل كرد، در حالى كه بعدها به خاطر تحقيقاتش جايزه نوبل گرفت! شايد شما نيز اين جملات را خوانده يا شنيده باشيد و شايد اين پرسش نيز ذهن شما را به خود مشغول كرده باشد كه چگونه ممكن است شاگردى كه از تحصيل و مدرسه فرارى بوده است، برنده جايزه نوبل و به عقيده برخى از دانشمندان، بزرگ ترين دانشمندى شود كه تاكنون چشم به جهان گشوده است؟ با مطالعه دقيق تر زندگى اين شاگرد ديروز، پاسخ مناسبى براى اين پرسش پيدا خواهيم كرد. آلبرت بچه آرامى بود و والدينش فكر مى كردند كه كندذهن است. او خيلى دير زبان باز كرد، اما وقتى به حرف آمد، مثل بچه هاى ديگر «من من» نمى كرد و كلمه ها را در ذهنش مى ساخت. وقتى به سن چهار سالگى پاگذاشت، با بيلچه سر خواهر كوچكش را شكست و با اين كار ثابت كرد كه اگر بخواهد، مى تواند بچه ناآرامى باشد! پدر و مادر آلبرت به بچه هاى كوچك خود استقلال مى دادند. آنان آلبرت چهارساله را تشويق مى كردند كه راهش را در خيابان هاى حومه مونيخ پيدا كند. در پنج سالگى او را به مدرسه كاتوليك ها فرستادند. آن مدرسه با شيوه اى قديمى اداره مى شد. آموزش از طريق تكرار بود. همه چيز با نظمى خشك تحميل مى شد و هيچ اشتباهى بى تنبيه نمى ماند و آلبرت از هر چيزى كه حالت زور و اجبار و جنبه اطاعت مطلق داشته باشد، متنفر بود. اغلب كسانى كه درباره تنفر اينشتين از مدرسه، معلم و تحصيل نوشته اند، به نوع مدرسه، شيوه تدريس معلم و مطالبى كه اين دانش آموز بايد فرا مى گرفت، كمتر اشاره كرده اند. بازخوانى يك واقعه مهم در زندگى اينشتين ما را با مدرسه محل تحصيل او آشناتر مى كند: روزى آلبرت مريض بود و در خانه استراحت مى كرد. پدرش به او قطب نماى كوچكى داد تا سرگرم باشد. اينشتين شيفته قطب نما شد. او قطب نما را به هر طرف كه مى چرخاند، عقربه جهت شمال را نشان مى داد. آلبرت كوچولو به جاى اين كه مثل ساير بچه ها آن را بشكند و يا خراب كند، ساعت ها و روزها و هفته ها و ماه ها به نيروى اسرارآميزى فكر مى كرد كه باعث حركت عقربه قطب نما مى شود. عموى آلبرت به او گفت كه در فضا نيروى ناديدنى (مغناطيس) وجود دارد كه عقربه را جابه جا مى كند. اين كشف تاثير عميق و ماندگارى بر او گذاشت. در آن زمان، اين پرسش براى آلبرت مطرح شد كه چرا در مدرسه، چيز جالب و هيجان انگيزى مثل قطب نما به دانش آموزان نشان نمى دهند؟! از آن به بعد، تصميم گرفت خودش چيزها را بررسى كند و به مطالعه آزاد مشغول شود. اينشتين ده ساله بود كه در دبيرستان «لويت پولت» ثبت نام كرد. در آن موقع، علاقه بسيارى به رياضى پيدا كرده بود. اين علاقه را عمويش اكوب و يك دانشجوى جوان پزشكى به نام ماكس تالمود در وى ايجاد كرده بودند. تالمود هر پنجشنبه به خانه آنان مى آمد و درباره آخرين موضوعات علمى با آلبرت حرف مى زد. عمويش نيز او را با جبر آشنا كرده بود. اينشتين در دوازده سالگى از تالمود كتابى درباره هندسه هديه گرفت. او بعدها آن كتاب را مهم ترين عامل دانشمند شدن خود عنوان كرد. با اين كه آلبرت در خانه چنين علاقه اى به رياضيات و فيزيك نشان مى داد، در دبيرستان چندان درخششى نداشت. او در نظام خشك و كسل كننده دبيرستان، علاقه اش را به علوم از دست مى داد و نمراتش كمتر و كمتر مى شدند. بيشتر معلمانش معتقد بودند كه او وقتش را تلف مى كند و چيزى ياد نمى گيرد. هرچند اينشتين به قصد اين درس مى خواند كه معلم شود نه فيزيكدان، اما از معلمان خود دل خوشى نداشت و از زورگويى آنان و حفظ كردن درس هاى دبيرستان، دل پرخونى داشت. از اين رو، خود را به مريضى زد و با اين حيله، مدتى از دبيرستان فرار كرد! چون معلم ها نيز از او دل خوشى نداشتند، شرايط را براى اخراج او از مدرسه فراهم كردند. اينشتين بعدها در اين باره گفت: «فشارى كه براى از بر كردن مطالب امتحانى بر من وارد مى آمد، چنان بود كه بعد از گذراندن هر امتحان تا يك سال تمام، رمق فكر كردن به ساده ترين مسئله علمى را نداشتم!» اينشتين بعدها مجبور شد در دبيرستان ديگرى ديپلم خود را بگيرد و سرانجام با هزار بدبختى گواهينامه معلمى را دريافت كند. بعد از آن، مدتى معلم فيزيك در يك مدرسه فنى شد، اما چون روش هاى خشك تدريس را نمى پسنديد، پيشنهادهايى در مورد تدريس به رئيس مدرسه داد كه پذيرفته نشدند و به اين ترتيب بهانه اخراج خود را فراهم كرد.اينشتين پس از اين واقعه، زندگى دانشجويى را برگزيد و پس از فارغ التحصيلى، در اداره ثبت اختراعات به كار مشغول شد. او از كار كردن در اين اداره راضى بود. عيب دستگاه هاى تازه اختراع شده را پيدا مى كرد و در ساعت ادارى، وقت كافى داشت تا به فيزيك فكر كند. در همين اداره بود كه مقاله هاى متعددى نوشت و در مجلات معتبر منتشر كرد. جالب اين كه دانشمند بزرگ كه با فرضيات خود انقلابى در جهان دانش به پا كرد، در شرايطى كار مى كرد كه براى هر دانشمند ديگرى غيرممكن بود! او نه با فيزيكدان حرفه اى تماس داشت و نه به كتاب ها و مجلات علمى مورد نياز دسترسى داشت. در فيزيك فقط به خود متكى بود و كس ديگرى را نداشت كه به او تكيه كند! اكتشافات او چنان خلاف عرف بودند كه به نظر فيزيكدانان حرفه اى، با شغلى كه او به عنوان يك كارمند جزء در دفتر ثبت اختراعات داشت، سازگار نبودند. برگرفته از كتاب اينشتين در 90 دقيقه - جان و مرى گريبين /ترجمه پريسا همايون روز . به نقل از سي پي اچ تئوري
  9. واژه ی مدل سازی در فیزیک ، شیمی ، زیست شناسی و به طور کلی آموزش علوم بسیار فراگیر شده است. در فیزیک ، دانش آموزان مدل های ساختار اتم و هسته، جسم جامد ، منظومه ی شمسی و مدل های بسیار دیگری را می آموزند . در درس زیست شناسی با مدل هایی از قبیل دستگاه گردش خون ، ساختمان سلول و فرایند های سوخت و ساز آشنا می شوند. در مقاله های متعددی امتیاز در گیر شدن دانش آموزان در ساختن مدل توضیح داده شده است. هر چند دانش آموزان در کلاس های سنتی و رایج درس فیزیک درک روشنی از مفهوم مدل به دست نمی آورند و در نتیجه متوجه نقش این مفهوم در فیزیک نمی شوند ولی امروزه در برنامه های درسی کشورهای پپشرو آموزش مدل سازی نمونه ای از کل یک برنامه آموزشی بر پایه مدل سازی است. همین طور معلمان فیزیک نیز مشکلاتی در تعریف و نقش آن در آموزش فیزیک دارند. قرار است از روز ۲۹ مرداد ماه تا ۳ شهریور ماه کنفرانسی با عنوان مدل سازی و نقش آن در آموزش فیزیک از طرف گروه بین المللی پژوهش و آموزش فیزیک اروپا در دانشگاه آمستردام برگزار شود که امید است پس از پایان کنفرانس گزارش مشروحی در این خصوص تهیه و تقدیم کنم. می گویند رویکرد مدل سازی در فیزیک با رنه دکارت و همکارانش شروع شد. او برای نخستین بار مطرح کرد که ساختار ذهنی یک دانشمند درباره ی جهان نباید فرضیه ای در نظر گرفته شود که نشانگر باورهای اوست بلکه مدل های مفیدی هستند که می توان از آن پیامدهای سازگار با مشاهده را استنتاج کرد. امروزه ، اما ، در پژوهش های آموزش فیزیک واژه مدل با نام دیوید هستنز و همکارانش همراه است.آنها برای مدت بیش از بیست سال از کاربرد مدل در آموزش فیزیک حمایت کرده اند.
  10. متاسفانه گنجینه ی گرانبهای آثار و کتب ریاضی دانان قبل از اسلام در میان جنگ های مختلف و در چپاول ، غارت و آتش سوزی ها و جزیه گرفتن ها از بین رفته و آن چه که از دستبرد زمانه باقی مانده بود در زمان حمله اعراب و مغول تاراج و نابود گردید . فقط اغلب در لا به لای کتاب های انگشت شمار و رسالات جسته و گریخته و سنگ نوشته ها آثاری عمیق و ارزنده که واقعا مایه تعجب و تفکر است مشاهده می شود . تاریخچه ای از دانش اخترشناسی قوم آریا متاسفانه گنجینه ی گرانبهای آثار و کتب ریاضی دانان قبل از اسلام در میان جنگ های مختلف و در چپاول ، غارت و آتش سوزی ها و جزیه گرفتن ها از بین رفته و آن چه که از دستبرد زمانه باقی مانده بود در زمان حمله اعراب و مغول تاراج و نابود گردید . فقط اغلب در لا به لای کتاب های انگشت شمار و رسالات جسته و گریخته و سنگ نوشته ها آثاری عمیق و ارزنده که واقعا مایه تعجب و تفکر است مشاهده می شود . نخست لازم است اشاره ی مختصری به این نکته شود که آن چه ما از نژاد قدیم ایرانی می دانیم این است که اقوام آریایی شامل : ایلامی ها ، مینتیانی ها ، کاسپی ها ، که از آریایی های تیره ی " نوردیک " بودند از 4000 سال قبل از میلاد ساکن فلات ایران شدند . در 3800 سال قبل از میلاد به علت هوش و ذکاوت و معلوماتی که داشتند شالوده ی شهرهای شوش و انزان را ریختند و 3700 سال قبل سازنده ی اولین سفال های ظریف نقش دار بودند . اونتاسکال به خاطر ساختن کاخ های با شکوهش صفحات زرین تاریخ را درست کرد . پرستش الهه ی آفتاب در 3300 سال قبل و انهدام شهر بابل و همچنین تدوین قوانین همورابی نمونه ای از تمدن عهد قدیم و حکومت چهار قوم ایلامی ، مینتیانی ،کاسپایی و آریایی بود که تا اوایل پیدایش حضرت زردشت بین 600 تا 700 سال قبل از میلاد ادامه داشت . کتاب اوستا ، بندهشن ، گات ها ، دینکرد در 1570 سال پیش نوشته شده و سپس دین زردشت آیین مقدس ایرانیان زیر فرمانروایی فراتس مذهب رسمی ایرانیان گردید و شاهنشاهی عظیم ایران از 2500 سال قبل توسط کورش بنیاد گذاشته شد . قوم سکاهایی که آیین (مهرپرستی ) را داشته در حدود 2300 سال قبل ، از سیستان به اطراف رود سند عزیمت کردند و اطلا عات وسیعی از تقویم و نجوم داشتند و (شکاکادوباها ) نام تقویم سکاها بود . بررسی کتاب اوستا در 21 فصل ، کتاب بندهشن ( آغاز خلقت ) و کتاب دینکرد که اولین دایره المعارف دینی دنیا است مورد توجه تهمورث شاه قرار گرفت و دستور داد نوشته ها و کتاب های دانش آن روز را بر پوست درخت توز بنویسند و در قلعه (جی) محفوظ نگه دارند . * جالب ترین مطلبی که درباره ی زردشت باید بدانیم این است که گروهی از محققین و دانشمندانی که درباره ی " زردشت پیغمبر ایران باستان " می نویسند : زردشت در ده سال (تفکر) تنها به اندیشه نگذارند بلکه علم ستاره شناسی را نیز دنبال کرد و شکاف سنگی را که از طاق غار تا سر کوه بود برای رصد ستارگان به کار می برد و به ستاره یابی و پژوهش در گردش ستارگان و به ساختن زیج و اسطرلاب می پرداخت . گفته اند که همه ی طاق ها و دیواره های آن غار پر از نگار ستارگان و پیکره ی ماه و خورشید و مسیر گردش آنان بوده . این غار پس از سال های بسیار زیارتگاه ایرانیانی بود که زردشت را به پیامبری برگزیده بودند . قزوینی محل آن را در کوه سبلان و " میر خواند " آن را نزدیک اردبیل گزارش داده است . از آن چه که در چند کتاب انگشت شمار که از تاخت و تاز ، انهدام و غارت تازیان باقی مانده ، در می یابیم ایرانیان قدیم ، دانش ریاضی ، نجوم و ستاره شناسی را به حد غیر قابل تصور می شناختند . ارتاخالیس یکی از دانشمندان محقق و مهندس برجسته ی ایران بود که در سال 480 قبل از میلاد برای عبور ناوگان خشایارشاه ، ساختن ترعه ای را در جزیره ی اتوس رهبری کرد . شناسایی و اطلاعات آنان از ستاره شناسی اساس و پایه ی علم نجوم گردید دانشمندان ایرانی دوره ی اسلام آن را به حد کمال رسانیده و تا آن جایی که احتیاج به وسایل و ابزار نبود ، تئوری این دانش را تکمیل کردند . ایرانیان قدیم در ابتدا چهار فرمانروا برای آسمان به شرح زیر انتخاب کردند : 1- تیشتر- سپاهپت خراسان که امروز آن را ستاره ی( شعرای یمانی )یا کلب الجبار می گویند این ستاره سپهبد یا فرمانده نواحی آسمان خراسان بود . 2- ستوئس - سپاهپت خوروران ( الدبران ) در صورت فلکی ثور . 3- وننت – سپاهپت نیمروج – وگا در صورت فلکی نسر طایر . 4- هیپتوایرنگ – سپاهپت اباختر- دب اکبر . ایرانیان مشخصات کامل برای یکایک آن ها داشتند و اطلاعاتی که از کتب و سنگ نوشته ها به دست می آید عبارت از مطالب و جملات پر ارزشی هستند که در تحقیق و بررسی یکایک کلمات و جملات آن ها نه تنها به دنیایی از دانش و علم اخترشناسی بلکه طب و امور اجتماعی و فلسفی روبرو می شویم که حیرت و تعجب زاید الوصفی را در وجود ما بر می انگیزد . مطالبی که تذکر آن در این جا ضروری به نظر می رسد این است که با توجه به تحقیقی که درباره ی کتاب " الموالید علی الوجود و المحدود " به عمل آمده ثابت شده که کتاب مذکور ترجمه ی عربی کتاب ( پارسیک ) است که در اصل به زبان پهلوی بوده و به دستور انوشیروان انجام گرفته . مطالب کتاب پارسیک از نوشته های مرد دانشمندی است که کلید دار رصدخانه ی ( آزی دهاک ) بوده و سرپرستی هفت منجمی را داشته که مسئولین پرستشگاه ( هفت گوهران آسمان بودند ) . این حیرت ها و کنجکاوی ها بود که (هنینگ ) ، (ماکنزی ) ، (دارمستتر ) ، (بارتلومه ) ، (ویلیام جکسن ) ، (پوپ ) ، ( گیرشمن ) ، ( گدار ) ، ( تلینو ) ، ( وست ) ، ( هوسینگ ) ، (سن جانا ) ، ( اشپیگل ) ، ( ویتدیشمن ) ، ( گیگر ) ، (پلیو ) و (شاوانس ) و سایر محقیقین دانشمند جهان را بر انگیخت تا کتب و رسالات متعددی درباره ی زردشت ، اوستا و ایرانیان قدیم و اقوام آریایی و مادها و مذهب مانوی به رشته ی تحریر در آورند که نه تنها کتب آن ها امروز زینت بخش کتابخانه ها و موزه های بزرگ دنیا ست بلکه حاصل این کند و کاو و بصورت کلیدی برای تکاپوگری نسل های آینده به جای مانده است . شکی نیست که علم نجوم از زمان بسیار قدیم مورد توجه ایرانیان بوده به ویژه آن که آسمان صاف و هوای خوش ایران که فروغ ستارگان را چندین برابر می کرده و جلای آسمان کویر و شهرهای نزدیک آن ، درخشش ستارگان آن جا که شهرتش در هر جا پراکنده است بهترین انگیزه و دلیل برای تشویق و تهییج افراد به بررسی و تحقیق درباره ی اختران در این سرزمین بوده است . کتاب ( بندهشن ) که به معنی کتاب راز آفرینش است اثر پر ارزشی است که در آن از دانش نجومی ایران سخن بسیار رفته ، مباحث این کتاب درباره ی آفرینش جهان از روز نخست است و توسط " گویت شاه رستم بندار " نویسنده ی دست نویس راتستان متعلق به کتابخانه ی پدر بهرام گور رونویسی شده است ، متاسفانه تاریخ دقیق نوشتن آن معلوم نیست و به احتمال قوی در زمان تهمورث شاه مجددا " آن را به زبان پهلوی نوشته اند و بنیاد فرهنگ ایران تحت شماره 4 زبان شناسی ایرانی آن را عینا " چاپ و منتشر کرده است . این کتاب از جمله مهم و مفصل ترین آثار پهلوی است . اگر بخش " هوس پارم یا نسک هفدهم " اوستا را مطالعه کنیم در می یابیم که شامل مسایل بسیاری درباره ی ستاره شناسی ایرانیان قدیم است . در قسمتی از کتاب مقدس اوستا تفسیر و تالیف پور داود که از سلسله انتشارات انجمن زردشتیان ایرانی و انجمن ایران لیک است این طور نوشته است که : (تشتر) در اوستا ( تیشتریه ) آمده است و در زبان پهلوی تیشتر و تیشترین اسم بعضی از ستارگان است که در نزدیک تشتر می باشند و آن را همراهی می کنند و این ستاره ( شعری یمانی ) است و بیرونی می گوید که ستاره ای است بر دهان ( کلب الجبار ) و پلوتارک هم می نویسد که ایرانیان آن را از زمان بسیار قدیم می شناختند و می دانستند که تشتر ستاره ی شعری یمانی است و مورخ مذکور صریحا از ستوده بودن این ستاره نزد ایرانیان اشاره کرده و می گوید : هرمزد ، (سیریوس ) را که در نزد منجمین اسلام به نام شعری یمانی است – نگهبان و پاسبان سایر ستارگان قرار داد و این مطابق است با آن چه در خصوص ( تشتر ) در اوستا ذکر شده است و در فقره ی 44 از تشتریشت آمده است " ما ستاره ی (( تشتر )) درخشان و با شکوه را می ستاییم که اهورا مزدا او را سرور و نگهبان همه ی ستارگان برگزیده ( چنان چه زردشت را برای مردمان ) ."
  11. d-a-r-y-a

    اخترشناسی و آفرینش

    اخترشناسان و فیزیک دانان در قرن بیستم تلاش نمودند تا عمر دقیق کیهان را تعیین کنند. آنها با استفاده از نظریی نسبیت عام، یک جهان در حال انبساط را تصویر کرده و شواهد بسیاری را برای این تصویر اقامه می کنند. در این نوشتار، باربور اولاً از این گونه نظریه های جدید کیهان شناختی بحث می کند و به مبانی آنها و برخی از قوانین مرتبط با آنها سخن می گوید؛ و ثانیاً به بحث درباری ارتباط آنها با مفهوم "آفرینش" می پردازد. وی درصدد یافتن پاسخی برای این پرسش است که آیا این نظریه ها و قوانین، با مفهوم آفرینش، آن گونه که در کتب مقدس آمده، متعارض اند یا نه؟ کلید واژگان: کیهان شناسی، نظریی نسبیت عام، آفرینش، نظریی وحدت یافتی بزرگ و نظریی انفجار بزرگ. *** اغلب اخترشناسان از بطلمیوس گرفته تا کپرنیک و گالیله و نیز در طول قرن هجدهم جهان را نسبتاً کوچک و جوان می انگاشتند. در قرن نوزدهم، نظریه هایی، از روی تخمین و نظرپردازی، درباره جهانی وسیع تر و با قدمتی بیشتر پیشنهاد شد. در قرن بیستم، شواهدی درباره سن و اندازه عظیم و سن جهان گردآوری شده است و نظریه های کیهان شناختی جدید، مسایل مهمی را درباری باورهای دینی پدید آورده اند. در 1917، ویلم دوسیتر (Willem de Sitter) با کار بر روی معادلات نسبیت عام اینشتین به راه حلی دست یافت که یک جهانِ در حال انبساط را پیش بینی می کرد. در 1929، ادوین هابل (Edwin Hubble) با بررسی "انتقال به سرخِ" سحابی های دوردست، "قانون هابل" را تدوین کرد: سرعت دور شدن یک سحابی با فاصله آن از ما متناسب است. با برآورد و تامل درباری زمانِ گذشته، دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که به نظر می آید جهان از یک منشا مشترک در حدود پانزده میلیارد سال پیش، در حال انبساط است. در 1965، آرنو پنزیاس (Arno Penzias) و رابرت ویلسون (Robert Wilson) زمینه ای ضعیف از امواج کوتاه را که از همه سوی فضا فرا می رسد کشف کردند. طیف آن امواج، با آنچه با استفاده از نظریه نسبیت درباره تابشِ باقی مانده، پیش بینی شده بود، مطابقت زیادی داشت. تابش مذکور، همان "پس تابیِ" (afterglow) گوی آتشین (fireball) کیهانی است که در اثر انبساطِ متعاقب سرد شد. شواهد غیرمستقیم مربوط به لحظه های بسیار اولیه انفجار بزرگ از تحقیقات نظری و نیز پژوهش های تجربی در فیزیک انرژی بالا فراهم آمده است. این پژوهش نشان می دهد که چهار نیروی فیزیکی پایه وجود دارند: (1) نیروی الکترومغناطیس که عهده دار نور و رفتار ذرات باردار است؛ (2) نیروی هسته ای ضعیف (weak nuclear force) که سبب واپاشی رادیواکتیو است؛ (3) نیروی هسته ای قوی (strong nuclear force) که پروتون ها و نوترون ها را درون هسته به هم پیوند می دهد؛ و (4) نیروی گرانش که در جاذبه بین اجرامِ دور از هم، آشکار است. در 1967، استیون واینبرگ (Steven Weinberg) و عبدالسلام نشان دادند که نیروهای الکترومغناطیس و ضعیف می توانند در چارچوب یک نظریه الکتروضعیف (Electro-Weak Theory) وحدت یابند. این نظریه وجود دو ذره سنگین را که اصطلاحاً بوزون ها W و Z نام گرفتند پیش بینی کرد که این ذرات واسطِ میان دو نیرو بودند. در 1983، "کارلو روبیا" (Carlo Rubbia) و همکارانش در میان فرآورده های حاصل از برخوردهای انرژی بالا در دستگاه شتاب دهنده ذرات در ژنو (CERN) شواهدی را برای ذرات W به دست آوردند. [1] در تلاش برای وحدت نیروهای "الکتروضعیف" و "قوی" در یک نظریه وحدت یافته بزرگ (Grand Unified Theory) پیشرفت هایی صورت گرفته است. وحدت مذکور، به واسطه ذرات X بسیار سنگینی که تنها در انرژی هایی بالاتر از آنچه که در شتاب دهنده های فعلی دسترس پذیر است، محقق می شود. گردهم آمدن گرانش و سه نیروی دیگر در چارچوب یک نظریه ابرتقارن (supersymmetry theory) - که گاهی "نظریی همه چیز" نیز خوانده می شود - مشکل تر بوده است. یکی از گزینه ها ارایه نظریه "ابرریسمان" (superstring theory) است که در آن، رشته هایی که به طور باورنکردنی سنگین، خرد و تک بعدی اند، فرض می شوند که می توانند منشعب شوند و یا به صورت حلقه درآیند. وحدت نظریی کوانتوم و گرانش، مستلزم یک چارچوب ده بعدی است. اما بر اساس نظریی "ابر ریسمان"، شش بعد از ده بعد مذکور بی درنگ چنان متراکم می شوند که می توانیم اندازی آنها را نادیده بگیریم و در نتیجه فقط چهار بعد که به فضا وزمان مربوط اند باقی می مانند. برای ریسمان ها هیچ شاهد تجربی وجود ندارد و انرژی لازم برای تحقق آنها بسیار فراتر از حدی است که در آزمایشگاه ها در دسترس است. ولی این میزان انرژی، در نخستین لحظه های انفجار بزرگ وجود داشت. فیزیک دانان نسبت به سادگی، وحدت و تقارن، تعهدی قوی دارند که این تعهد، جستجو برای "نظریه وحدت یافته" را حتی آن زمان که آزمایش مستقیم ناممکن است، ترغیب می کند. با کنار هم نهادن شواهد مربوط به اخترشناسی و فیزیک انرژی بالا (high-energy) بازسازی قابل قبولی از تاریخ کیهان ، ممکن می شود و می توانیم رویدادهای آغازین سه دقیقی پس از انفجار بزرگ را بازسازی کنیم یعنی زمانی که تشکیل "هسته" از پرتون ها و نوترون ها آغاز شد. پانصدهزار سال بعد، اتم ها پدیده آمدند. یک میلیارد سال پس از آغاز جهان، کهکشان ها و ستارگان شکل گرفتند. ده میلیارد سال بعد، نیز سیارات پا به عرصی وجود نهادند و پس از گذشت دو میلیارد سال دیگر، صور میکروسکپیِ حیات در سیاره ما آغاز به تدریج به وجود آمدند و تکامل زیست شناختی به جریان افتاد. هرقدر بیشتر به پیش از دقیقه سوم بازگردیم، نظریه ها، موقتی تر [= غیرقطعی تر] می شوند زیرا آنها به حالت هایی از ماده و انرژی می پردازند که فراتر از هر آن چیزی است که می توانیم در آزمایشگاه ها تکرار و بازسازی کنیم. پروتون ها و نوترون ها احتمالاً از کوارک های سازنده خود در ثانیه 410 (یک ده هزارم ثانیه پس از آغاز) تشکیل شدند یعنی زمانی که دما تا 1012 (هزار میلیارد) درجه پایین آمده بود. این دریای فوق العاده متراکم از کوارک های داغ، حدوداً در ثانیه10-10 از یک گوی آتشین (fireball) یکدست که کوچک تر و داغ تر بود، شکل گرفت. در نظریه های تورمی که توسط الن گوث (Alan Guth) و اندره لینده (Andrei Linde) مطرح گردید پیشنهاد می شود که جهان در حدود ثانیی 3510 یک انفجار بسیار سریع را پشت سر گذاشت که این معلول آزاد شدن انرژی فوق العاده ای بود که در اثر شکست تقارن، یعنی زمانی که نیروی قوی از دیگر نیروها جدا شد، آزاد شده بود. [2] پیش از ثانیه 3510، دما به قدری بالا بود که تمام نیروها به جز گرانش از توان مشابه برخوردار بودند. این مقطعی است که نظریه وحدت یافته بزرگ در آن اِعمال می شود. ما تقریباً هیچ تصوری از وقایع پیش از ثانیه 4310، زمانی که حرارت 1032 درجه بود، نداریم. کل جهان به اندازه یک اتم امروزی و چگالی آن میزان باورنکردنیِ 1096 برابر آب بود. [3] اما در زمان صفر (0=t) چه رخ داد؟ در نظریه استاندارد انفجار بزرگ، زمان صفر (0=t) به عنوان یک تکینگی که قوانین فیزیک در آن به کار نمی آید به شمار می آید. در آن مقطع، نقطه ای بدون بعد به صورت تابش خالص و با چگالی نامتناهی موجود بوده است. برخی عالمان الهیات زمینی مشترکی را با کیهان شناسان (اخترشناسان و فیزیک دانانی که به بررسی و مطالعی تاریخ اولیی کیهان علاقه مندند) درباری این ایده که جهان آغاز دارد ملاحظه کردند. پاپ پیوس دوازدهم (Pope Pius XII) گفت، نظریه انفجار بزرگ، ایده کتاب مقدسیِ آفرینش را تایید می کند. [4] اخترفیزیک دانی به نام رابرت جسترو (Robert Jastrow) احتجاج کرده است که شواهد اخترشناختی به یک دیدگاه مبتنی بر کتاب مقدس درباره منشا جهان منجر می شود. او کتاب خود را با نام خداوند و اخترشناسان با این عبارت درخور توجه به پایان می برد: اکنون به نظر می رسد که گویا علم هرگز قادر نخواهد بود تا نقاب از راز آفرینش برگیرد. برای دانشمندی که با ایمانش به نیروی خرد زندگی کرده است داستان، مانند یک رویای آشفته به پایان می رسد: او کوه های جهالت را یکی پس از دیگری پشت سر نهاده است و در آستانه فتح بلندترین قله قرار دارد. همین که خود را از آخرین صخره بالا می کشد، گروهی از عالمان الهیات که قرن ها در آنجا ساکن بوده اند به او خوش آمد می گویند. [5] اما دیگر دانشمندان و عالمان الهیات از اینکه آموزه آفرینش با یک نظریی خاص علمی، یکی انگاشته شود احساس ناخشنودی می کنند. در این فصل، بررسی خواهم کرد که چگونه طرفداران هر یک از چهار دیدگاه اصلی درباری نحوی ارتباط علم و دین، نسبت به نظریه های اخیر کیهان شناختی واکنش نشان داده اند. تعارض یکی از اشکال تعارض میان علم و دین را ملحدانی ارایه کرده اند که می گویند توازن نیروها در جهان اولیه که شرایط مطلوب را برای ظهور حیات و هوش پدید آورد یک موضوع کاملاً تصادفی بوده است. در نقطه مقابل، پیروان خطاناپذیری کتاب مقدس ادعا کرده اند که نظریه نسبیت، زمینه و مجال را برای هماهنگی میان شرح سِفر پیدایش و انفجار بزرگ، ممکن می سازد. 1. جهان از راه تصادف چهل سال پیش، برخی اخترشناسان معتقد بودند که با فرض پهنه ای بی نهایت از زمان، از مسیله آغاز اجتناب کرده اند. نظریه حالت پایدار (Steady State Theory) که به آنها تعلق داشت پیشنهاد می کرد که اتم های هیدروژن آرام آرام و پیوسته در سرتاسر یک زمان و فضای بی نهایت پا به عرصه هستی نهاده اند. فِرد هویل (Fred Hoyle) به ویژه، از نظریه مذکور حتی مدت ها پس از آنکه اغلب همکاران وی از آن دست کشیده بودند، همچنان طرفداری کرد. [6] نوشته های هویل روشن نمود که طرفداری او از نظریه حالت پایدار فقط بر زمینه های علمی استوار نیست بلکه تا اندازه ای به این دلیل بوده است که به گمان او، زمانِ بی نهایت با عقاید الحادیش سازگارتر است. [اما] امروزه روایت های نظریه های انفجار بزرگ آشکارا به برتری دست یافته اند. یکی از حقایق جالب توجه درباری جهانِ ما این است که ثابت های فیزیکی جهان، به دقت برای ظهور حیات و هوش، مناسب اند. برای نمونه، اگر نیروی هسته ای قوی یا نرخ انبساط [جهان] حتی به میزان بسیار اندک بزرگ تر یا کوچک تر می بود حیات ارگانیک، غیرممکن می شد. ما این ادعا را که چنین "پدیده های به دقت تنظیم شده"، برهان جدیدی را از راه طرح و نظم ارایه می کنند در مباحث آینده بررسی خواهیم کرد. اما برخی کیهان شناسان معتقدند ممکن است جهان های متعددی با پارامترهای متفاوت وجود داشته باشند و ما فقط تصادفاً در یکی از آنها که از شرایط اثبات شده برای حیات هوشمند را برخوردار است زندگی می کنیم. ترکیبی از پارامترها که وقوع آن در یک جهان، بسیار بعید است جایی در مجموعی بزرگی از جهان ها، محتمل به شمار می آید. ترکیبِ مناسب برای حیات نهایتاً از راه تصادف فراهم می شود. دلیل تمایل برخی کیهان شناسان به این نظریه ها، تا حدودی آن است که آنها از ملازمات خداباورانی یک انفجار بزرگ، برخوردار نیستند. [تاکنون] چند گونه نظریی "جهان های متعدد" پیشنهاد شده است: [7] 1. چرخه های متوالی در "جهانِ نوسانی" (Oscillating Universe). پیش از انبساط کنونی می تواند دوره ای از انقباض یعنی انقباضی بزرگ، پیش از انفجار بزرگ وجود داشته باشد که در آن، ساختار جهان به طور کامل محو شود و با انبساط و سرد شدنِ دوباره، آغاز نوینی پدید آید. هر گونه شاهدی برای چرخه¬های گذشته، به صورت غیرمستقیم خواهد بود زیرا ساختار آنها به طور کامل در گوی آتشین، میان چرخه های [متوالی] محو می¬شود. سرعت انبساط به آستانی بحرانی میان انبساط همیشگی (یک جهان باز) و انبساط بسیار طولانی، پیش از انقباض مجدد (یک جهان بسته) نزدیک است اما شواهد اخیر، یک جهانِ باز و بدون چرخه های آینده را ترجیح می دهند. 2. ساحت های چندگانی مجزا (Multiple Isolated Domains). به جای انفجارهای چندگانه در چرخه های متوالی، ممکن است یک انفجار بزرگ منفرد، ساحت های متعددی را به طور همزمان پدید آورده باشد. این ساحت ها شبیه حباب های منبسط شوندی مجزایی هستند که به سبب آنکه سرعت جدایی آنها، مانع هرگونه ارتباط حتی با سرعت نور است، از یکدیگر جدا و برکنار مانده اند. آنها در فراسوی افق مشاهدی ممکنِ ما قرار دارند. به نظر می رسد نظریی ساحت های مجزا، علی الاصول، آزمون پذیر نباشد و در حال حاضر، مبانی حمایت از این نظریه عمدتاً بر فرضیات فلسفی استوار است تا شواهد علمی. 3. [تفسیر] نظریه کوانتوم براساسِ جهان های متعدد (Many Worlds Quantum Theory). در فصل آینده طرح پیشنهادیِ "هیو اِوِرت" را مبنی بر اینکه هرگاه عدم تعین کوانتومی در یک اتم وجود داشته باشد جهان به چندین شاخه تقسیم می شود؛ بررسی خواهیم کرد. این تعبیر و تفسیر از نظریه کوانتوم، مستلزم تعددی حیرت آور از جهان ها است. زیرا هر جهان می بایست به نوبه خود در خلال هریک از وقایع بی شمار اتمی و زیراتمی در سرتاسر زمان و فضا، به شاخه های متعدد تقسیم شود. این نظریه، نظرپردازانه تر از آن است که بتوانیم درباری آن مستقیماً به آزمون و تحقیق بپردازیم زیرا امکان هیچ گونه ارتباط میان جهان های متشعب و گوناگون وجود ندارد. 4. افت و خیزهای خلا کوانتومی (Quantum Vacuum Fluctuations). نظریه کوانتوم، نقض قانون بقای انرژی (conservation of energy) را به صورت بسیار جزیی، جایز می داند مشروط بر آنکه این وام، سریعاً بازپرداخت شود. در آزمایشگاه، خلا، درواقع دریایی از فعالیت است که در آن، زوج هایی از "ذرات مجازی" (virtual particles) موجود می شوند و تقریباً بی درنگ یکدیگر را نابود می سازند. انرژیِ لازم برای آفرینش جهان می توانست برای فقط یک لحظه فوق العاده کوتاه وام گرفت شود (زیرا مقدار مجاز برای وام دادن انرژی با زمانِ بازپرداخت، نسبت عکس دارد). ممکن است گمان کنیم که انرژی مورد نیاز برای ساخت یک جهان، فوق العاده زیاد است اما انرژی گرانشی، [یک انرژیِ] منفی به شمار می آید و از این رو، کلِ انرژی موردِ نیاز را کاهش می دهد. برخی نویسندگان، نظریه افت وخیز کوانتومی را گاهی به صورت روایتی سکولار، از آفرینش از عدم مطرح کرده اند زیرا این نظریه، بحث خود را با خلا آغاز می کند اما در واقع، خلا به معنای عدم نیست زیرا این نظریه باید وجود یک میدان کوانتومی و قوانین فیزیک کوانتوم را در آن شرایط فرض بگیرد. چگونه موقعیتی را که در آن، یک یا چند افت وخیز کوانتومیِ غول آسا می تواند رخ داده باشد، توضیح دهیم؟ کسی که از دیدگاه الحادی پیروی می کند می گوید ما باید چنین چیزی را فرض کرده و با آن به صورت یک امر مسلم برخورد کنیم. شاید تصادف در هر یک از روایت های جهان های متعدد، نقش ایفا کند. همی آنها چنین فرض می کنند که جهان ما زمانی کوچک تر از یک اتم بود. در فصل سوم خواهیم دید که قوانینِ کوانتومی که در این گونه ساحت های زیراتمی به کار می روند امکانِ هیچ گونه پیش بینی دقیقی را جز در حد تعیین دامنه ای از مقادیر محتمل برای اندازه گیری ها فراهم نمی کنند. به نظر می رسد مقدار دقیق در هر گونه "انتشار احتمالاتی" صرفاً بسته به تصادف است. در جهان های متفاوت، ممکن است مقادیر ثابت های بنیادی تفاوت کند. [از این دید] ما از قضا در جهانی زندگی می کنیم که حیات و هوش در آن ممکن شده است. البته برخی از پارامترهایی که اتفاقی به نظر می رسند شاید بعداً معلوم شود که پیامدهای ضروری برای قوانین بنیادی تر بوده اند. در تاریخ علم، بسیاری از مواردی که اموری تصادفی جلوه می کردند بعدها تبیین های نظری برای آنها فراهم شد. شاید ثابت های مذکور فقط بتوانند از همان مقادیری که دارند برخوردار باشند و به جای تصادف، قانون، آنها را معین سازد. چند سال پیش، کیهان شناسان نمی توانستند عدم توازنِ اندک میان ذرات و ضدذرات را در جهان اولیه که به شکل گیری ماده به گونه ای که می شناسیم منجر شد تبیین کنند. اینک آنان معتقدند که عدم توازنِ مذکور، ناشی از عدمِ تقارنِ کوچکی است که در فرایندهای فروپاشی ذراتِ X و ضدX وجود داشته است. [به همین ترتیب] شاید سایر امور شگفت انگیزِ تصادفی در آینده، قابلِ تبیین باشد. از دید ماده گرایانِ علمی، کیهان شناسی، ما را به سوی تصادف یا ضرورت رهنمون می شود نه طرح یا تدبیر. پیتر اتکینز (Peter Atkins) از نظریی افت وخیز کوانتومیِ، دفاع کرده و استدلال می کند که آن با خداباوری، سازگار نیست. [8] الن گوث (Alan Guth) "نظریی افت وخیز کوانتومیِ" را می پذیرد و معتقد است حضور "ثابت های ظریف" در جهانِ ما مسیله ای کاملاً تصادفی بوده است که از میان جهان های متعدد فقط در جهان ما به وقوع پیوست. [9] بعضی دانشمندان به نوعی بدبینی کیهانی رسیده اند. بدین سان، استیون واینبرگ (Steven Weinberg) در 1977 نوشت که انسان در جهانی بسیار بزرگ و غیربشری، که به سمت فراموشی سیر می کند تنها است. او گفت فعالیت علمی تنها مایه دلگرمی است: هرقدر جهان، بیشتر فهم پذیر به نظر می رسد به همان اندازه نیز بیهوده جلوه می کند. اما اگر تسکینی در نتایجِ پژوهیدن نباشد، حداقل خودِ پژوهش، تا حدی تسلی بخش است... کوشش برای فهم جهان یکی از موارد بسیار نادری است که زندگی انسان را به ورای سطح یک نمایش بیهوده و مضحک ارتقا می دهد و به آن تا حدودی، وقار و زیباییِ نمایش تراژدی را می بخشد. [10] واینبرگ در کتاب اخیرش اظهارات گذشتی خود را تعدیل می کند و می گوید: منظور من این نبود که علم به ما می آموزد که جهان بیهوده است، بلکه صرفاً آن بود که جهان به خودی خود از هیچ هدفی خبر نمی دهد." [11] در این صورت، کسی که خداباور است می تواند چنین پاسخ دهد که اگر علم، "وجود هدف" را منع نمی کند پس این احتمال وجود دارد که تاریخ کیهانی را بتوانیم به گونه ای منسجم و به عنوان تعبیری از اهداف خداوند، تفسیر نماییم. روند کیهانی که محصولِ آن، ظهور انسان های هوشمند بوده است همان چیزی است که اگر خداوند، حکیم و شخص وار بود انتظارِ آن می رفت. تعارضِ حقیقی میان علم و دین وجود ندارد، بلکه تعارض صرفاً میان باورهای پایه و بدیل ماده گرایانه و خداباورانه مطرح می شود. ما در فصل آینده، این نکته را بررسی خواهیم کرد که چگونه تصادف و ضرورت باید در یک چارچوب خداباورانه فهمیده شود. 2. هماهنگسازی سِفر پیدایش و انفجار بزرگ هنگامی که گالیله ادعا کرد خورشید به جای زمین، در مرکز نظام سیارهای قرار دارد محکوم شد و این محکومیت عمدتاً به دلیل آن بود که در قبال وثاقت و مرجعیت کلیسا به معارضه پرداخت هرچند در این محکومیت، معارضی او با تفسیر لفظمدارانه کتاب مقدس نیز نقش ایفا میکرد. اما در قرن هفدهم، اخترشناسی کپرنیکی از مقبولیت گسترده برخوردار شد. در این دوران، شواهد علمی مناقشه ناپذیر بود و تفسیر استعاری از عبارتهای کتاب مقدس که به نظر میرسید با این شواهد در تعارض دارند از سوی اغلب حلقههای کاتولیک و پروتستان پذیرفته شد. در قرن نوزدهم، ادعای کسانی که از نگرش لفظ مدارانه درباری کتاب مقدس پیروی میکردند مبنی بر اینکه: "جهان تنها چند هزار سال عمر دارد"، با شواهد به دست آمده از زمینشناسی، تاریخ تکاملی و دیرین شناسی ( مطالعی فسیلها )، متعارض بود اما [این ادعا] با اخترشناسی، تعارضی نداشت. در قرن بیستم، اخترشناسی نیز شواهدی از تاریخ طولانی کیهانی به دست داد. جراد شرودر (Gerald Schroeder)، فیزیکدانی که به یهودیت ارتدوکس متعهد است، استدلال میکند که ششِ روز مذکور در سِفر پیدایش به حسب زمان خداوند، پانزده میلیارد سال در مقیاس زمانی ما است زیرا در نظریی نسبیت، اندازه گیری های زمان به حسب "چارچوبِ مرجعِ مشاهده گر"، متفاوت است. اتساع زمان - که اینشتین آن را پیشبینی کرده بود- به طور تجربی تایید شده است برای نمونه، متوسط عمر یک مزون (یک ذری ناپایدار اتمی) که با سرعتی نزدیک به سرعت نور در مسیر یک شتاب دهندی ذرات در آزمایشگاه حرکت میکند بهطور فوق العادهای زیاد میشود به نحوی که مسیرهای متعددی را بیش از آنچه که بدون اتساع زمان انتظار میرفت، طی میکند. شرودر میگوید در جهانی که به سرعت بسط مییابد یک روز در زمان خداوند ( که با کل کیهان یکی است ) با چند میلیارد سال در مقیاس فرایند زمینی برابر است. در آفرینش آدم در روز ششم از تاریخ کیهانی، خداوند برای نخستین بار پیوند نزدیکی با سیارهی ما برقرار ساخت. پس از رخداد مذکور، مقیاسِ زمانی ما با مقیاس زمانی خداوند یکی شد و از این رو تقویم رخدادهای بعدی در کتاب مقدس از جمله طول عمر همی اولاد آدم دقیقاً براساس مقیاس زمان جهانی ثبت شده است. [12] شرودر معتقد است که دیگر حقایق علمی میتوانند در نوشته های خاخام های متاخر یافت شوند. او به تفصیل، تفسیر سِفر پیدایش را توسط ابن نحمان، از پیروان عرفان یهودی در قرن سیزدهم، شرح میدهد. ابن نحمان میگفت که آفرینش از یک جوهر نامملوس و بسیار کوچک نه چندان بزرگتر از دانی خردل آغاز شد که از آن، جهان بسط یافت و ماده پدید آمد. ابن نحمان همچنین میگفت که ده مبدا و بعد برای واقعیت وجود دارند که با ده مورد تعبیرِ: "و خداوند گفت" که در سِفر پیدایش تکرار شده است، مطابقت دارد. شرودر مدعی است که این نکته به نحو چشمگیری با نظریی اخیر "ابر ریسمان" که همانگونه که خواهیم دید ده بعد اولیه را فرض میگیرد تایید شده است. هیو راس (Hugh Ross) از مسیحیان کلیسای انجیلی و دارای درجی دکتری در رشتی اخترشناسی است. او یکی از کتابهایش را به ده بعد در نظریی "ابر ریسمان" و آنچه که وی آن را فرابعدی خداوند (extra-dimentionality of God) مینامد اختصاص داده است. او عبارات فراوانی را از کتاب مقدس نقل میکند که در آنها گفته شده است خداوند، پیش از آفرینشِ جهان نیز کارهایی را انجام داده است، مانند این تعبیر که: "[حضرت] مسیح، پیش از پیریزی جهان، برگزیده شده بود". (1 Pet. 1:20) بدین ترتیب، راس استدلال میکند خداوند باید از طریق یک بعد اضافی زمان که روی هم رفته مستلزم یازده بعد و نه ده بعد است عمل کرده باشد. در تجربه های عادی ما، [تحقق] اشیا در سه بعد، ممکن است و آنها نمی توانند در دو بعد تحقق یابند. در تکه ای از یک کاغذِ دو بعدی، نوک قلمِ شما در نقطی الف فقط در صورتی می تواند به نقطی ب برسد که از مجموعه نقاط میانِ آنها عبور کند. اما با اضافه شدن بعد سوم، قلم شما فقط می تواند تکه کاغذ فوق را در نقطی الف ترک کند و ناگهان در نقطی ب ظاهر شود. راس می گوید به همین ترتیب، خداوند می تواند با استفاده از آن ابعادِ اضافی مذکور، اموری را به انجام برساند که در غیر آن صورت، ممکن نبود. برای نمونه [حضرت] مسیح می توانست با بی اعتنایی به نیروی جاذبه [گرانش] بر روی آب راه برود و نیز می توانست پس از دوباره زنده شدن، از درب بسته عبور نماید و با حواریونش گفتگو کند. [13] از دید راس وقایع زندگی ما در نظم عادی زمانی (به صورت افقی) رخ می دهند که در آن، علت ها بر معلول ها تقدم دارند. اما بعد زمانی خداوند، عمود بر بعد زمانی ما است و با رخدادهای زمانی ما معیت دارد. راس معتقد است این امر، راه حلی را برای تناقض نمای اختیار و سرنوشت ازلی فراهم می کند. ما اختیارهای خود را به طور آزاد در چارچوبِ زمانی خودمان انجام می دهیم. اما آنها همگی با هم در علم و فعلِ خداوند وحدت می یابند. خداوند در ابعادِ چندگانی زمان تحقق دارد و به ما از راه های غیرمترقبه، قدرت عطا نموده است. این گونه کشفیات درباری ابعادِ اضافی زمان، به طور بالقوه، موجب ارتقای چشمگیر آگاهی مسیحیان از گستری قدرتی که خداوند در اختیار ما قرار داده است می شود. [14] به اعتقاد من، این گونه استدلال ها نوعی تفسیر لفظ مدارانه از کتاب مقدس را پیشاپیش مفروض می گیرد که این بیش از آنکه کارگشا باشد مشکل آفرین است. این گروه با جستجوی نظریه های علمی معاصر در باطن عبارت های کتاب مقدس، موجب می شوند تا توجه از پیام دینی اصلی آنها منحرف شود. افزون بر این، به نظر من به کارگیری نظریی ابرریسمان به طور خاص در معرض تردید دارد؛ زیرا این نظریه، بسیار انتزاعی و نظرپردازانه است و نمی تواند به طور تجربی در انرژی هایی که فعلاً در دستگاه های کنونی شتاب دهندی ذرات یا آنها که برای آینده طراحی شده اند در دسترس قرار گیرد. ما می توانیم ابعاد را به عنوان راه های مختلف برای نظم بخشیدن به مجموعه ای از رخدادها از منظرهای متفاوت یا در چارچوب های گوناگون بنگریم و این می تواند تمثیل هایی را برای الهیات پیشنهاد دهد. اما در چارچوب فیزیک نظری، ابعاد اضافی به هیچ نیروی فوق طبیعی که ورای جهانِ فضا و زمان قرار داشته باشد اشاره نمی کند. استقلال اگر علم و دین، مشغله هایی مستقل و خودمختار به شمار می آیند که هر یک، گونه های ممتازی از پرسش ها را مطرح می کنند و روش های متمایزی را به کار می گیرند و نیز هر یک از کارکردهای ویژه ای در حیات انسان برخوردارند، پس آن دو نمی توانند متعارض باشند. ما ادعاهایی را که معنای دینی آفرینش و نیز کارکرد داستان های آفرینش در حیات انسان را با نظریه هایی علمی درباری رخدادهای فیزیکی در گذشته های دور، غیرمرتبط می دانند بررسی خواهیم کرد. 1. معنای دینی آفرینش در فصل نخست، ذیل عنوان حوزه های مجزا خلاصه ای از این باورِ نوارتدکسی را که: "کتاب مقدس را باید جدی ولی نه لفظ مدارانه تلقی کنیم"، آوردم. بسیاری از عالمان الهیات و محققانِ کتاب مقدس در این دیدگاه اتفاق نظر دارند و مدعی اند که سِفر پیدایش به وجود پیوندی بنیادی و مستدام و دیرپا میان خداوند و جهان گواهی می دهد. آنان می گویند این امر با بیان یک داستانِ نمادین و خیالی که در آن، کیهان شناسی دورانِ پیش علمی متعلق به آن روزگار فرض شده است انجام می گیرد. این کیهان شناسی، دربرگیرندی امور زیر است: [الف] دوره ای کوتاه برای تاریخ زمین؛ [ب] اخترشناسی زمین مرکزی ؛ و [ج] عالم سه طبقه (که در آن، بهشت در طبقی بالا و جهنم در زیر جهانِ ما جای داشت). این ایده ها با علم جدید، سازگار نیستند اما کتاب مقدس، عقاید و مفاهیمی دینی را منتقل می کند که ما هنوز می توانیم آنها را بپذیریم و از هر گونه کیهان شناسی باستانی و جدید مستقل اند. سِفر پیدایش، سه حکم الهیاتی زیر را بیان می کند: (1) جهان اساساً خیر (good)، منظم و منسجم است، (2) جهان، وابسته به خداوند است؛ و (3) خداوند، قیوم، مختار و متعالی است و از دو ویژگی هدفمندی و اراده برخوردار است. اینها ویژگی های خداوند و جهان در هر لحظه از زمان اند و نه گزاره هایی درباره رخدادهای گذشته. [15] در کتاب مقدس، ایدی آفرینش صرفاً به "آغازها" اشاره نمی کند چرا که همواره با ایدی "فدیه پذیری" پیوند دارد. خروج و میثاق در سینا برای بنی اسراییل به عنوان یک ملت، رویدادهایی تعیین کننده بودند. اغلب محققان معتقدند نخستین فصل سِفر پیدایش در دوره ای نسبتاً متاخر احتمالاً قرن پنجم میلادی به بعد نگاشته شده است که از زمینی عام تری برخوردار گشت و خداوند، به عنوان رب طبیعت و نیز پروردگار تاریخ، عبادت شد. دین یهود در آغاز بر فعلِ رهایشگریِ خداوند و وحی تاریخی یعنی آفرینش بنی اسراییل تمرکز داشت. [16] در کتاب اشعیای نبی گذشته، حال و آینده را به یکدیگر پیوند می دهد. [بر این اساس] خداوند به راستی آفریدگار بنی اسراییل است ولی خالق همه انسانیت و سراسر طبیعت نیز به شمار می آید. علاوه بر این، خداوند بار دیگر در آینده، انسان هایی دربند را رها خواهد ساخت. اینجا مضمونی از "آفرینش نوین" (new creation) وجود دارد که هماهنگی جدیدی را میان همی ملت ها و سراسر طبیعت به بار خواهد آورد. (اشعیا: 40 و 45 و 49). در عهد جدید نیز آفرینش، از فدیه پذیری تفکیک ناپذیر است. نخستین آیه انجیل یوحنا، سِفر پیدایش را به خاطر می آورد: "در ابتدا کلمه بود و کلمه، خدا بود… همه چیز به واسطه او آفریده شد". اینجا اصطلاح "کلمه" با "لوگوس" (Logos) آمیخته است یعنی اصل عقلانیت یونانی با ایدی عبرانی از "کلمه خداوند" که در جهان فعال است. اما سپس یوحنا، آفرینش را به وحی پیوند می دهد: "و کلمه جسم گردید". از نظر مومنان اولیه، خداوند در زندگی و مرگ [حضرت] مسیح، هدف آفرینش را فهمانده بود. مفهوم آفرینش از عدم در سِفر پیدایش ذکر نشده است. آیات سِفر پیدایش با آشوب آب گونه آغاز می شود: "زمین تهی و بایر بود و تاریکی بر روی لجه و روح خدا سطح آب ها را فرا گرفت". اما در قرن چهارم، جامعی مسیحی با مکاتب فلسفی رقیب، مواجه شد و آموزی "آفرینش از عدم" را در واکنش به آنها صورت بندی کرد. ایده creatio ex nihilo [یعنی آفرینش از عدم]، برای طرد آموزه های گنوسی که ماده را شر می انگاشت یعنی اثر و فعلِ یک وجود نازل تر، نه فعل خداوند رهایشگر تعمیم یافته بود. در قبال ادعاهایی که وجود پیشین ماده را محدودکنندی خلاقیت خداوند می انگاشت این دیدگاه [=آفرینش از عدم] بر این نکته تاکید می کرد که خداوند به همان اندازه که منشا ماده است منشا صورت نیز هست. در مخالفت با "همه خداانگاری"، این نظر پافشاری می کرد که جهان، الوهی و یا بخشی از خداوند نیست، بلکه از خداوند متمایز است. برخلاف ایده ای که جهان را جلوه ای از خداوند می انگاشت یعنی ساخته شده از جوهر الوهی که با او در صفات، شریک است "آفرینش از عدم" بیان می کرد که خداوند، متعالی و اساساً متمایز از جهان به شمار می آید. این گونه تاکیدها و اظهارنظرهای هستی شناختی و اشاره نکردن "به آغاز زمانی" (temporal beginning) در اوایل دوران تثبیت هویت مسیحیت، حایز اهمیت بود. در قرن چهارم، اگوستین (Augustine) تمایل داشت تفاسیر استعاری (metaphorical) یا مجازی (figurative) سِفر پیدایش را بپذیرد و می گفت قصد کتاب مقدس آن نبوده است که به ما چنین چیزهایی را به عنوان صورت و هیات آسمان ها تعلیم دهد. خداوند نمی خواهد به انسان ها چیزهایی را بیاموزد که ربطی به رستگاری آنان ندارد. او بر این باور بود که آفرینش، رویدادی زمانی نیست بلکه زمان همراه با جهان آفریده شده است. آفرینش، یک فعل غیرزمانی است که طی آن، زمان به وجود می آید، و عملی است مداوم که خداوند با آن جهان را حفظ می کند او می گفت: "پرسش از اینکه خداوند، پیش از آفرینش جهان چه می کرده است؟ بی معنا است، زیرا زمان، بدون "جهانِ مخلوق"، تحقق نداشت". [17] توماس اکویناس (Thomas Aquinas) در قرن سیزدهم، آغاز زمانی [= حدوث زمانی] را به عنوان بخشی از کتاب مقدس و سنت پذیرفت و گفت "آفرینش در زمان" به آشکارسازی قدرت خداوند کمک می کند. اما او استدلال کرد جهانی که همواره وجود داشته باشد نیز به همان اندازه، به خداوندِ آفریدگار و حافظ، نیازمند است. آنچه که از نظر الهیات، اساسی و مهم است می توانست بدون ارجاع به یک آغاز یا یک رویداد منفرد، بیان شود. مطمیناً یکی از روایت های او از "برهان کیهان شناختی" (cosmological argument) یک آغاز را در زمان فرض می کرد. هر معلول، علتی دارد که به نوبه خود، معلول علتی پیشین است و به علت نخستین می رسد که سلسله علیت را آغاز کرده است. اما در روایت دیگر او می پرسد: چرا اساساً چیزی وجود دارد؟ و پاسخ می دهد که کل سلسله علیت، خواه متناهی یا نامتناهی، به خداوند تکیه می کند. تقدم خداوند، از نوع تقدم متافیزیکی است نه زمانی. مضمونی فرعی و درجه دوم برای آفرینش مدام، از دوران کتاب مقدس تاکنون وجود داشته است. ادموند یاکوب (Edmond Jacob) گفته است درحالی که نصوص فراوانی از کتاب مقدس به آفرینش بسیار کهن اشاره دارند، نصوص دیگری که عموماً قدیمی ترند، تمایز کمتری میان آفرینش و بقای عالم ترسیم می کنند و سخن گفتن درباری آفرینش مدام را برای ما ممکن می سازند. [18] خداوند، هنوز هم، از راه روندهای طبیعی در حال آفرینش است. "نباتات را برای بهایم می رویاند، و سبزه ها را برای خدمت انسان… چون روح خود را می فرستی آفریده می شوند و روی زمین را تازه می گردانی." (مزامیر 104: 14 و 30) اما حتی اگر شش روز مطرح شده در سِفر پیدایش را به طور تحت اللفظی (literally) تفسیر نکنیم آیا برای زمان باید آغازی حقیقی درنظر بگیریم؟ در اینجا عالمان الهیات به چند گروه تقسیم می شوند. از یک نظر، مفهوم کتاب مقدس درباره زمانِ خطی و متناهی به دیدگاه غرب درباره تاریخ، مدد رسانده است. غرب با فرهنگ های باستان و ادیان شرق که زنجیره ای بی پایان از چرخه ها را مسلم می انگاشتند تفاوت داشته است. این فرهنگ ها عموماً علاقه کمتری را به رشد تاریخی (historical development) نشان داده اند. اما دیگر عالمان الهیات اظهار می کنند که در مفهوم الهیاتی آفرینش، حتی وجود آغاز برای زمان، امری ضروری نیست. برای نمونه دیوید کلسی (David Kelsey) می گوید تجربی اساسی حق شناسی نسبت به موهبت حیات، با نظرپردازی هایی که درباره رویدادهای منحصربه فردِ آغازین انجام می شود پیوند ضروری ندارد. او معتقد است که علم و دین، پرسش های متفاوتی را مطرح می کنند که نباید با یکدیگر خلط شوند. [19] او از روایت قوی تز استقلال جانبداری می کند. 2. نقش داستان های آفرینش در فصل اول [بنگرید به "زبان های متفاوت"] ملاحظه کردیم که تحلیلگران زبانی ادعا می کنند داستان های آفرینش نقش هایی را در زندگی انسان ایفا می کنند که با نقش نظریه های علمی کاملاً متفاوت است. مردم شناسان و تاریخ دانانی که درباره ادیان جهان تحقیق می کنند خاطر نشان ساختند که مردم در همی فرهنگ ها درصدد آن اند تا حیاتشان را در چارچوب یک نظم کیهانی جای دهند. علاقی انسان به منشا می تواند تا اندازه ای، نظرپردازانه یا تبیینی باشد. اما عمدتاً از نیازش به فهمِ اینکه ما در چارچوبی بزرگ تر از معنا و هدف، چه هویتی داریم ناشی می شود. داستان های آفرینش، الگوهایی را برای رفتار انسان و نمونه هایی آرمانی از حیات اصیل بشری که با نظم جهانی هماهنگ است در دسترس قرار می دهند. آنها روابط اساسی میان حیات انسان و جهان طبیعت را تصویر می کنند. اغلب این داستان ها، ساختارهایی از یگانگی و خلاقیت را در قبال نیروهای فروپاشی و آشوب، تبیین می کنند. داستان آفرینش بابلی که قدیمی تر از سِفر پیدایش است نیز با آشوب آب گونه اولیه آغاز می شود. یکی از شخصیت های داستان مذکور، اهریمن دریا [Rahab] است که در چند عبارت کتاب مقدس ذکر شده است. نصوص بسیاری در کتب مقدس عبری، تنازعی مستمر را میان آشوب و نظم می پذیرند و به استمرار شر و آسیب پذیری آفرینش اذعان دارند. [20] ولی داستان کتب مقدس در تاکیدش بر قیومیت و تعالی خداوند و شان انسان آشکارا با دیگر داستان های قدیمی آفرینش، متفاوت است. خداوند، هدفمند و قادر تصویر شده است که تنها با کلمه (Word) می آفریند. اما آفرینش با پیروی از طرحی جامع و منجر شدن به یک کل هماهنگ و به هم پیوسته، منظم و سنجیده است. در حکایت بابلی، انسان برای خدمت به خدایان آفریده شد اما در سِفر پیدایش، به انسان، موقعیتی ویژه در طرح خداوند داده شد به نحوی که بر سایر مخلوقات برتری دارد. [21] توضیح سِفر پیدایش با شرح بابلی در باورهایی که بیان می کنند متفاوت است اما نقش های یکسانی را ایفا می کند و با نیازهای یکسانی از انسان ها مواجه می شود. جامعه دینی به انحای گوناگون در داستان های مقدس خود تصرف می کند و در آنها شرکت می جوید. اغلب این داستان ها، نمادین [سمبولیک] بوده و یا در "آیین های عبادی" (rituals) اجرا می شوند. فردریک استرنگ (Frederick Streng) از نسلی سخن می گوید که به سوی داستان های دیگری که "ساختار اساسی واقعیت را آشکار می سازند"، پیش می رود. میرچیا الیاده (Mircia Eliade) می گوید الگوهای عبرت انگیز گذشته دور، در مراسم نیایش و آداب آیینی زنده نگه داشته می شوند. [22] در چند مزمور اولیی کتاب مقدس، یک آیین شادمانی را بیان می کنند که در آن، زندگی بنی اسراییل در ربط با خداوندِ آفریدگار جشن گرفته می شود. (مزامیر 93 و 94). در نیایش صبحگاهی یهودیت سنتی "از زمان حال" استفاده می شود: خدایا ستایش ترا سزا است، ای سرور ما، خداوند پادشاه جهان؛ تو چرخه های روشنایی و ظلمت را برقرار ساختی؛ تو نظمِ همی آفرینش را مقدر ساختی… از برکت خیر تو، فعل آفرینش به طور پیوسته و روزبه روز نو می شود. [23] ایده آفرینش را همچنین می توانیم به عنوان تعبیری برای تجربه های بشری دیرپا در نظر بگیریم مانند: (1) معنایی از وابستگی، تناهی و امکان؛ (2) واکنشی از شگفتی، وثوق و حق شناسی نسبت به حیات و تایید و پذیرش جهان؛ و (3) بازشناسی وابستگی متقابل، نظم و زیبایی در جهان. ایدی دینی آفرینش با شگفتی و حق شناسی نسبت به موهبت حیات آغاز می شود. آموزه های الهیاتی، کوششی برای تفسیر چنین تجربه هایی در چارچوب سنت تاریخی خاص به شمار می آیند. معنای الهیاتی آفرینش با تنوعی از کیهان شناسی های فیزیکی باستانی یا جدید می تواند ترکیب شود و مستلزم هیچ یک از آنها نیست. بدین سان، طرفداران تز استقلال معتقدند که پرسش های مطرح شده از سوی اخترشناسان و عالمان الهیات با یکدیگر متفاوت اند. روش های پژوهشِ هر یک، گزینشی است و محدودیت های خاص خود را دارد. همان طور که تحلیلگران زبانی و مردم شناسان خاطرنشان کرده اند زبان علم و زبان دین، نقش های کاملاً مختلفی را در زندگی انسان برعهده دارند. هدف علم، فهم روابط قانونمند در میان پدیده های طبیعی است، درحالی که هدف دین، پیروی از شیوه ای از زندگی در چارچوب وسیع تری از معنا است. در اینجا مورد خوبی برای مدل استقلال فراهم می شود زیرا در این مدل دو حوزی مزبور به عنوان مشغله هایی جدا و مستقل تلقی می شوند، و امکان هر گونه تعارض میان آن دو برطرف می شود. اما همان گونه که خاطر نشان ساختم بهای این گونه جدایی سفت و سخت، آن است که روابط مثبت و ترکیب منسجم میان آنها نیز از میان می رود. گفتگو طرفداران [مدل] گفتگو اعتقاد دارند که علم دارای پیش فرض هایی است و نیز پرسش هایی مرزی را مطرح می سازد که خود نمی تواند بدانها پاسخ گوید. این دسته از متفکران اظهار می کنند که سنت های دینی می توانند پاسخ هایی ممکن را برای این گونه پرسش ها پیشنهاد دهند بی آنکه یکپارچگی علم نقض شود. [در اینجا] تمایز میان رشته ها محفوظ می ماند اما گفتگویی جدی و عمیق می تواند پدید آید. دو عنوانی که از کیهان شناسی برای گفتگو برمی خیزد عبارت اند از "فهم پذیری" و "امکان جهان".
  12. 1x 8 + 1 = 9 12 12x 8 + 2 = 98 123 x 8 + 3 = 987 1234 x 8 + 4 = 9876 12345 x 8 + 5 = 98765 123456 x 8 + 6 = 987654 1234567 x 8 + 7 = 9876543 12345678 x 8 + 8 = 98765432 123456789 x 8 + 9 = 987654321 1x 9 + 2 = 11 12 x 9 + 3 = 111 123 x 9 + 4 = 1111 1234 x 9 + 5 = 11111 12345 x 9 + 6 = 111111123456 x 9 + 7 = 1111111 1234567 x 9 + 8 = 11111111 12345678 x 9 + 9 = 111111111 123456789 x 9 +10= 1111111111 9x 9 + 7 = 88 98 x 9 + 6 = 888 987 x 9 + 5 = 8888 9876 x 9 + 4 = 88888 98765 x 9 + 3 = 888888 987654 x 9 + 2 = 8888888 9876543 x 9 + 1 = 88888888 98765432 x 9 + 0 = 888888888 شگفت انگیز بود ، نه ؟ حالا تقارن را ببینید : 1x 1 = 1 11x 11 = 121 111 x 111 = 12321 1111 x 1111 = 1234321 11111 x 11111 = 123454321 111111 x 111111 = 12345654321 1111111 x 1111111 = 123456765432111111111 x 11111111 = 123456787654321111111111 x 111111111= 12345678987654321 حالا توجه کنید : اگر حروف الفبای انگلیسی را : A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z بترتیب بصورت زیر در نظر بگیریم : 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 کلمه ی : H-A-R-D-W-O-R-K معادل خواهد بود با : 8+1+18+4+23+15+18+11 = 98% کلمه ی : K-N-O-W-L-E-D-G-E معادل خواهد بود با : 11+14+15+23+12+5+4+7+5 = 96% اما کلمه ی : A-T-T-I-T-U-D-E معادل خواهد بود با : 1+20+20+9+20+21+4+5 = 100% حالا توجه کنید به : L-O-V-E-O-F-G-O-D که مساوی می شود با : 12+15+22+5+15+6+7+15+4 = 101%
  13. علوم نانو و فناوری نانو بیانگر رهگذری به سوی دنیایی جدید هستند. سفر به اعماق سرزمین اتمها و مولکولها نوید دهندة اثراث اجتماعی شگفت‌انگیزی است: در علوم بنیادین، در فناوریهای نو، در طراحی مهندسی و تولیدات، در پزشکی و سلامت و در آموزش . پیش‌بینی‌های گسترده در حوزه کشفیات جدید، چالشها، درک مفاهیم، حتی هنوز فرم و محتوای موضوع، مه‌آلود و اسرارآمیز است. این مقاله می‌کوشد تا چالشهای دنیای ریاضیات را در مواجهه با دنیای شگفت‌انگیز نانو بررسی کند. به عبارت دیگر، ریاضیات در معماری پازل نانو چه نقشی خواهد داشت: همگان بر این نکته توافق دارند که پیشرفتهای بزرگ، مستلزم تعامل میان مهندسان، ژنتیست‌ها، شیمیدانان، فیزیکدانان، داروسازان، ریاضیدانان و علوم رایانه ای ها است. شکاف میان علوم و فناوری، میان آموزش و پژوهش، میان دانشگاه و صنعت، میان صنعت و بازار بر مجموعه تأثیرگذار خواهد بود. دلایل کافی مبتنی بر فصل مشترک میان نظامهای کلاسیک و فرهنگ ها موجود است. این انقلاب علمی و فناورانه، منحصر به فرد است. این بدین معنی است که می‌بایستی نه تنها در بعد علمی، که در سایر ابعاد، نیز زیرساختهای بنیادین با حداکثر انعطاف پذیری در برابر تغییرات را پیش‌گویی و پیش‌بینی کنیم. دانش ریاضیات به عنوان خط مقدم جبهة علم مطرح است. ویژگی بدیهی ریاضیات در علوم نانو «محاسبات علمی» است. محاسبات علمی در فناوریی که به عنوان فناوری انقلابی مطرح شده است. محاسبات علمی در طول، تفسیر آزمایشات، تهیة پیش‌بینی در مقیاس اتمی و مولکولی بر پایة تئوری کوانتومی و تئوریهای اتمی است. همانگونه که ریاضیات زبان علم است، محاسبات، ابزاری عمومی علم و کاتالیزوری برای تعاملات عمیق‌تر میان ریاضیات و علوم است. یک تیم محاسبات، دربارة مدلشان و اثر محاسباتشان و تطبیق‌پذیری آن با واقعیت، به بحث می‌پردازند. «‌محاسبات» رابطی میان آزمایش و تئوری است. یک تئوری و یک مدل ریاضی، پیش نیاز محاسبات است و یک آزمایش تنها اعتبار بخش هر نوع تئوری، مدل و محاسبات است. مدلهای ریاضی، ستونهای راهگشا به سوی بنیاد علم و تئوریهای پیش بین هستند. مدلها، رابطهایی بنیادین در پروسه‌های علمی هستند و اغلب اوقات در سیستم‌های آموزشی به فاز مدلسازی و محاسبات، تأکید کافی نمی‌شود. یک مدل ریاضی بر پایة فرمولاسیون معادلات و نامعادلات اصول بنیادین استوار است و مدل درگیر با درک کامل پیچیدگیهای مسأله نظیر، جرم، اندازة حرکت و توازن انرژی است. در هر سیستم فیزیکی واقعی تقریب اجازه داده می‌شود، تا مدل را در یک قالب قابل حل عرضه کنند. اکنون می‌توان مدل را یا به صورت «تحلیلی» و یا بصورت «عددی» حل کرد. در این حالت مدلسازی ریاضی یک پروسه پیچیده است،زیرا می‌بایستی دقت و کارآیی را همزمان نشان دهد. در علوم نانو و فناوری نانو، مدلسازی نقش محوری را بر عهده دارد، بویژه وقتی که بخواهیم عملکرد ماکروسکوپی مواد را از طریق طراحی در مقیاس اتمی و مولکولی کنترل کنیم، آن هم در شرایطی که درجات آزادی زیاد باشد. مدلسازی ریاضی یک ضرورت در این فضای مه آلود است. تفسیر داده‌های آزمایشگاهی یک ضروت حتمی است. همچنین برای هدایت، تفسیر، بهینه سازی، توجیه رفتارهای آزمایشگاهی، مدلسازی ریاضی ضرورت می‌یابد. یک مدل مؤثر، راه رسیدن به تولیدات جدید، درک جدید رفتارشناسی، را کوتاه می‌کند و تصحیح گر هوشمندی است که از نتایج گذشته درس می‌گیرد. مدلسازی نه تنها ویژگی منحصر به فرد ریاضیات است بلکه پلی بسوی فرهنگهای مختلف علمی است. تئوری در هر مرحله از توسعة علم، نقش محوری دارد، ارزیابی حساسیت مدل به شرایط پروسه‌های فیزیکی ، و حصول اطمینان از اینکه معادلات و الگوریتمهای محاسباتی با شرایط کنترل آزمایشگاهی سازگارند، از چالشهای مهم است. تئوری نهایتاً بسوی تعریف نتایج و درک فیزیکی سیستم، میل خواهد کرد و اغلب اوقات ریاضیات جدیدی لازم نیست تا به منظور رسیدن به درک رفتار، ساخته شود. عبور از تئوریهای موجود ارزشمند است و اغلب نیز اتفاق می‌افتد. زمانی مدلها، مشابه سیستم‌های شناخته شده هستند که دقت ریاضی بالایی را داشته باشند اما در جهان شگفت ‌انگیز نانو، مدلهای مختلف و جدید، چالشهای جدی را در دانش ریاضیات پدید می‌آورند. تئوریهای جدید در مقیاسهای زمانی غیر قابل پیش‌گوئی اتفاق می‌افتند و تئوریهای قدرتمند در قالبهای عمیق شکل می‌گیرند. میان‌برهای اساسی لازم است تا شبیه‌سازی صورت گیرد: طراحی در مقیاس اتمی و مولکولی، کنترل و بهینه سازی عملکرد مواد و ابزار آلات، و کارآیی شبیه‌سازی رفتار طبیعی، از مهمترین چالشها است. این چالش‌ها نوید دهندة برهم کنشهای کامل میان حوزه‌های مختلف ریاضی خواهد بود. آثار اجتماعی این چالش‌ها زیاد و متنوع خواهد بود. منافع حاصل از مشغولیت ریاضیدانان فعال، توازن با چالشهای اصلی در زمینه رشد زیرساختهای ریاضیات، تغییرات در ساختار آموزش ریاضیات، از جمله آثار ورود ریاضیات به دنیای شگفت انگیز نانو خواهد بود. جامعه ریاضی می‌بایستی اصلاح شود: تئوریهای بنیادین، ریاضیات میان رشته‌ای و ریاضیات محاسباتی و آموزش ریاضیات. ریاضیات چه حوزه‌هایی را در بر خواهد گرفت؟ الگوریتمهای اصلی در حوزه‌های ریاضیات کاربردی و محاسباتی، علوم کامپیوتر، فیزیک آماری، نقش مرکزی و میان بر ساز را در حوزة نانو بر عهده خواهند داشت. برای روشن شدن موضوع برخی از اثرات ریاضیات را در فرهنگ نانو بررسی می‌کنیم : ـ روشهای انتگرال گیری سریع و چند قطبی سریع: اساسی و الزامی به منظور طراحی کدهای مدار (White, Aluru, Senturia) و انتگرال گیری به روش Ewala در کد نویسی در حوزه‌های شیمی کوانتوم و شیمی مولکولی (Darden ۱۹۹۹) ـ روشهای« تجزیه حوزه»، مورد استفاده در شبیه‌سازی گسترش فیلم تا رسیدن به وضوح نانوئی لایه‌های پیشرو مولکولی با مکانیک سیالات پیوسته در مقیاسهای ماکروسکوپیک (Hadjiconstantinou) ـ تسریع روشهای شبیه سازی دینامیک مولکولی (Voter ۱۹۹۷) ـ روشهای بهبود مش‌بندی تطبیق پذیر: کلید روشهای شبیه پیوسته که ترکیب کنندة مقیاسهای ماکروئی، مزوئی، اتمی ومدلهای مکانیک کوانتوم از طریق یک ابزار محاسباتی است (Tadmor, Philips, Ortiz) ـ روشهای پیگردی فصل مشترک: نظیر روش نشاندن مرحله‌ای Sethian, Osher که در کدهای قلم زنی و رسوب‌گیری جهت طراحی شبه رساناها مؤثرند (Adalsteinsson, Sethian) و نیز در کدگذاری به منظور رشد هم بافت ها (Caflisch) ـ روشهای حداقل کردن انرژی هم بسته با روشهای بهینه سازی غیر خطی (المانی کلیدی برای کد کردن پروتیئن‌ها) (Pierce& Giles) ـ روشهای کنترل (مؤثر در مدلسازی رشد لایه نازک‌ها (Caflisch)) ـ روشهای چند شبکه‌بندی که امروزه در محاسبات ساختار الکترونی و سیالات ماکرومولکولی چند مقیاسی بکار گرفته شده است. ـ روشهای ساختار الکترونی پیشرفته ، به منظور هدایت پژوهشها به سمت ابر مولکولها (Lee & Head – Gordon)
  14. نمی دونم بچه های میکرورایانه تا به حال چیزی در مورد اعداد دوستدار هم شنیده اند یا نه؟ هنگامی که از فیثاغورث پرسیده شد دوست کیست؟ جواب داد: "کسی که من دیگری است بدان گونه که 220 و 284 هستند." مفهوم عبارت بالا از نظر ریاضی چنین است: مقسوم علیه های 284 به غیر از خودش عبارت اند از: 1 2 4 71 142 که مجموع آن ها 220 است و از طرف دیگر مقسوم علیه های 220 به غیر از خودش عبارت اند از: 1 2 4 5 10 11 20 22 44 55 110 که مجموع این ها هم برابر 284 است. طرف داران فیثاغورث چنین عددهایی راعددهای دوست دار هم می نامیدند. با این که کشف چنین عددهایی برای یونانی ها ساده نبود اما کار مورد علاقه ی آن ها بود. به هر حال کشف این گونه عددها پیشرفت زیادی نداشت . سه زوج دیگر از این عددها به قرار زیر می باشند: 17296 و 18416 که در سال 1636 میلادی توسط فرما شناسایی شد. (همان فرمای معروف که داستانش رو شنیدید) و اعداد 9437056 و 9363584 که توسط دکارت ارائه گردید. و بالاخره 1184 و 1210 که توسط پاگانینی در سال 1867 میلادی معرفی شد. سوالی که تاکنون ذهن ریاضی دانان را به خود مشغول کرده، این است که آیا بی نهایت از این زوج ها وجود دارد یا خیر؟ البته هندی ها عددهای متحابه یا " دوست دار هم " را قبل از فیثاغورث شناخته بودند. هم چنین قسمت هایی از کتاب مقدس را می توان یافت که نشان می دهد یهودی ها چنین عددهایی را مبشر سعادت می دانستند. حالا داستان ما در مورد یک شاهزاده ی دوره ی باستان است که عدد نامش برابر 284 بود. این شاهزاده سال های سال دنبال دختری برای ازدواج می گشت که عدد نامش برابر 220 باشد و معتقد بود که این عامل باعث خوشبختی در زندگی او می شود و من یادم نیست که بالاخره پیدا کرد یا نه؟ به جای تالار کاربران اینجا می نویسم که خلاصه حواستون باشه تو انتخاب همسر و ملاک های الکی نذارید که مثل شاهزاده قصه ما بی همسر می مونید. عکس اون شاهزاده رو هم گذاشتم اینجا داره از دختره می پرسه که عدد نامت چیه ؟ فکر کنم همون تا آخر عمر بی همسر مونده. راستی دخترها عدد نامشون رو بگن تا اگه 220 بود من به شاهزاده اطلاع بدم
  15. می گویند پادشاهی فرمان داده بود هر کس برایش سرگرمی جذاب و مفرحی بیاورد هر چیزی بخواهد به او خواهد داد. شخصی بازی شطرنج را برای او می برد و پادشاه نیز راضی می شود و قرار می شود هر چه می خواهد به او پاداش بدهند ولی شخص درخواست عجیبی از پادشاه می کند. او می گوید من چیز زیادی نمی خواهم صفحه شطرنج 64 خانه است در خانه اول یک دانه گندم قرار بدهند و در خانه بعدی دو برابر خانه اول گندم قرار دهند و در خانه بعدی دو برابر خانه قبلی همینطور تا خانه آخر و همان مقدار گندم برای من کافی است. پادشاه به او می گویید که تو می توانستی چیزی بیشتر از چند کیسه گندم در خواست کنی و او می گوید من به همین مقدار راضی هستم . پادشاه فکر می کند با عجب آدم ساده لوحی طرف است. دستور می دهد این مقدار گندم را محاسبه کنند و به شخص بدهند. پس از چند روز مسئول انبار گندم خدمت پادشاه می رسد و گزارش می دهد که اگر تمام گندم های کل کشور را جمع کنیم و از همه کشور های همسایه هم قرض بگیریم حتی کفاف بخشی از گندم در خواستی را نمی دهد. این مثال از عجایب یک تصاعد است که آن قدر بزرگ می شود حتی در ذهن انسان نیز نمی گنجد. جالب است بدانید امروزه محاسبه کرده اند برای اینکه مقدار گندم در خواستی آن شخص کم توقع تامین شود باید تمام سطح کره زمین اعم از خشکی ها و دریاها 5 بار زیر کشت برود
×
×
  • جدید...