معشوقه بسامان شد تا باد چنین بادا 

کفرش همه ایمان شد تا باد چنین بادا

 

تاريخ فيزيك

تهيه كنندگان:

بهروز رسولي و حسين كلاته

 

فهرست

علوم طبيعي. 4

تعريف فيزيک.. 4

دوران قبل از ميلاد. 4

ارسطو. 5

ارشميدس.. 6

تولد مسيح تا رنسانس... 7

رنسانس... 10

گاليله: 10

نيوتن. 13

فيزيک در قرن نوزدهم: 18

نارسايي هاي فيزيک کلاسيک.. 18

الف. توضيح طيف گسيلي و جذبي. 18

ب. پديدۀ فوتوالکتريک.. 19

ج. ماهيت نور و فرض اتر. 19

فيزيک نوين. 20

الف. کوانتوم. 20

الف_1. توضيح پديده فوتوالکتريک.. 21

الف_2. ماهيت نور و فرض اتر. 21

الف_3. توضيح طيف گسيلي و جذبي عناصر. 22

ب. نسبيت.. 22

ب _1. نسبيت خاص... 22

ب_2. نسبيت عام. 25

فهرست

 

كليد واژه ها: فيزيك، نيوتون، اينشتين، نسبيت عام و خاص، كوانتوم

چكيده:

علم فيزيك از سال ها پيش از ميلاد توسط فيلسوفان مطرح شده بود و فيلسوفاتي مثل ارسطو، ارشميدس در اين زمينه تلاش فراواني كرده بودند و سال ها بعد كه كه گاليله در فيزيك انقلابي به وجود آورد و افكار عمومي را تحت تاثير قرار داد. بعد از او نيوتون بود كه افكار انقلابي خود را مطرح كرد و بعد از او مدت ها فيزيك راكد مانده بود و هيچ انتظاري در مورد پيشرفت و طرح عقايد تازه نمي رفت، تا اينكه ماكس پلانك عقيده كوانتومي بودن انرژي را مطرح كرد بطوريكه مورد اعتراض بسياري از هم عصران خود قرار گرفت و مدتي بعد اينشتين، با انتشار نسبيت خاص و عام، جهان علم و فلسفه را تحت تاثير قرار داد.

مقدمه

نوشتن دقيق تاريخ علم غير ممکن به نظر مي رسد، زيرا نه علم را مي توان بعنوان يک جريان واحد در نظر گرفت و به تغيير و تحول آن پرداخت و نه علم اين قابليت را دارد که به بخش هاي مختلف تقسيم کرد بطوري که هر کدام مستقل و مجزا از ساير قسمت ها باشد. بنابراين نوشتن تاريخ علم کاملا سليقه اي است و هيچ قواعدي براي اين منظور در نظر گرفته نشده است. در اين مقاله سعي شده است کليتي از فيزيک عرضه گردد، بنابراين تحول فيزيک از دوران قبل از ميلاد تا قرن نوزدهم(فيزيک کلاسيک) توسط دوست عزيزم، آقاي بهروز رسولي، گردآوري شده است و در فيزيک نوين فقط به دو نظريه مهم( کوانتوم و نسبيت)، پرداخته شده است.

تاريخ علم بررسي علوم مختلف از هنگام تولد تا عصر حاضر است. در مورد تاريخ علم بايد به تمام نظريه ها، افکار و عقايد مطرح شده توسط دانشمندان، و حتي ذهنيت عامه مدنظر گرفته شود، بنابراين براي شرح و توضيح اين مطالب به زمان و اطلاعات بيشتري نياز است و از عهده هر کسي برنمي آيد. بنابراين به هيچ وجه نمي توان براي پي بردن به سرگذشت فيزيک به خواندن اين مقاله بسنده کرد و لازم است به کتاب هاي بيشتري در اين زمينه مراجعه شود. علاوه بر اين، در اين مقاله روابط رياضي، نمودار ها، جدول ها و... به منظور سادگي در فهم آورده نشده است، هرچند براي فهم فيزيک کاملا لازم و ضروري اند. علاوه بر اين، آوردن اطلاعاتي در مورد زندگي خصوصي فيزيكدانان خالي از لطف نبود ولي به دليل مختصر گويي از بيان آن خودداري شده است.

براي نگارش اين مقاله، به چندين مقاله از نشريه اطلاعات علمي رجوع شده است، ولي بنا به دلايلي ارجاع دقيق به مقاله مورد نظر امکان پذير نبوده است. در پايان لازم است از استاد عزيزمان، دكتر نوروزي، تشكر و قدر داني كنم. اميد است اين مقاله براي دوست داران فيزيك مفيد واقع شود.

 

فيزيک

علوم طبيعي: بخشياز اطلاعات و آگاهي هاي انسان را که مربوط به طبيعت و پديده هاي مربوط به آن است و در آن موضوع هايي مانند : هوا، زمين ، معادن ، گياهان و جانوران و به طور کلي طبيعت بي جان و جاندار که مي توان تجربه حسي روي آنها انجام داد ، موضوع مطالعه و بررسي است.

تعريف فيزيک : با نگاهي به فرهنگنامه فيزيک، فيزيک چنين تعريف شده است: فيزيک علمي است که موضوع مظالعه آن، خصايص عمومي مواد و قوانيني است که موجب تشخيص وضع يا حرکت آن ها ميشود، بدون آنکه تغييري در طبيعت آن ايجاد شود.

آلبرت اينشتين هدف علم فيزيک را در يک جمله خلاصه کرده است:"عالي ترين هدف دانشمند فيزيک، کشف آن قوانين کلي و اساسي است که، بصورت منطقي، ميتوان با آن ها تصويري از جهان ساخت."

در زبان يوناني به اين علمphysis مي کويند، که به معناي هستي يافتن و تکوين موجودات است و در زبان لاتين کلمه nature براي آن در نظر گرفته شده است، به معني توليد اشيا. در قديم سعي ميشده است که بيشتر تاثير خدايان را در پديده هاي طبيعي مدنظر قرار دهند.

دوران قبل از ميلاد :

از اولين کارهايي که مي توانآن را به نوعي به علم فيزيک ربط داد ، به سال هاي 550ق.م. برميگردد و اولين کسي که به توصيف اين علم پرداخت طالس بود . علمي که طالس به مطالعه آن پرداخت همان چيزي بود که ما امروزه آ را مغناطيس مي ناميم . چون اولين معدن آهني که سنگ هاي آن خاصيت مغناطيسي داشتند در اطراف شهر باستاني يونان ، يعني ماگنسيا[1] پيدا شد و مغناطيس هم از همين اسم گرفته شده است.

بعد از طالس آرتاخوس رياضي دان در نيمه اول قرن 4 قبل از ميلاد مطالعاتي در زمينه علم مکانيک انجام داد . همچنين فيليپ اپوسي منجم درباره انکسار نور تحقيقاتي به عمل آورد  و کوشيد تا رنگين کمان را توضيح دهد و اودوکسوس کبير مطالعاتي در زمينه صوت و مکانيک انجام داد.

بعد از اين قرن علم از يونان به اسکندريه انتقال مي يابد . و اما در قرن 3 ق.م. مطالعات فيزيکي به وسيله اقليدس و اريستارخوس در زمينه نور صورت گرفت ، که هم با رياضي و هم با نجوم رابطه داشت . اقليدس در سال هاي 323 تا 285 در اسکندريه بر آمد ، او رياضي دان و فيزيک دان بود و انتشار نور در خط مسقيم و قانون انکسار نور مربوط به اوست .  

ارسطو : دومين کسي که به نوعي مي توان گفت که به مطالعه علم فيزيک پرداخت ، ارسطو بود.به عقيده ي ارسطو خود غايت خود است ولي ديگر حرکات محرکي لازم دارند . ولي در مورد حرکات قسري (حرکت بزور که خلاف حقيقت شيء است) مانند حرکت تيري که از کمان مي جهد ، مسئله اي بود که مدتها ذهن يونانيان را به خودش مشغول کرده بود . زنون اعلام کرد که به نيروي منطق ثابت کرده است که تيري که از کمان خارج مي شود اصلا حرکت نمي کند و ارسطو به اين صورت پاسخ داد که : محرک اصلي حرکت آن هواست.

مرکز فيزيک ارسطويي نظريه ي حرکت يا تغيير است و ارسطو به چهار نوع حرکت قائل بوده است:

                  I.          حرکت موضعي : مثل حرکت خود ما و حرکت از مکاني به مکان ديگر و ارسطو اين نوع حرکات را اساسي مي دانسته .

                 II.          آفرينش و هلاکت ؛ ديگرگوني : چون چين حرکاتي ابدي است پس بايد در جهت عکس نيز انجام گيرد و يک دوره تناوبي داشته باشد .

               III.          تغييري که در جوهر اثري ندارد : ممکن است اشياء اشکال ديگر پيدا کنند ولي از لحاظ جوهر و ماده همان که بودند بمانند

                                     IV.                        کاهش و افزايش

در مکانيک ارسطويي سايه اي از اصل اهرام و تعادل سرعت ها و مفهوم مرکد ثقل و مفهوم وزن مخصوص وجود دارد . در مکانيک ارسطو بيشتر بحث در اطراف مبحث تعادل نيروها[2] دور مي زند .

کتابي به نام آثار جو که به ارسطو نسبت داده اند ، در مورد علومي مانند فيزيک ، شيمي ، نجم و زمين شناسي بحث مي کند. همچنين او در کتاب مکانيک خود چنين نوشته است : "جسم متحرک موقعي به حالت سکون در مي آيد که نيرويي که آن را مي راند ، ديگر نتواند تآثير کند و ان را براند".

ارسطو اين نظر را رد کرد که نور ماده باشد و به شکل اجذاء خوردي از جسم روشن يا از چشم شخص بيننده خارج شود و برخلاف آن را نوعي از نمونه هاي اتري مي دانست . وي از انعکاس صوت و نور آگاه بود و درباره رنگين کمان نظريه هاي دارد که مبتني بر انعکاس نور بر قطرات باران است ،گرچه اين نظريه کامل نيست اما حائز اهميت است . نظريه رنگ هاي ارسطو را با نظريه گوته در اين باره مقايسه کرده اند ، که ارسطو در اين مقايسه پيروز شده است .

ارشميدس : يکي از بزرگترين چهره هاي رياضيات و مکانيک يونان ، و آخرين دانشمند اصيل و مهم يوناني ارشميدس (287-212 ق.م.) است ، وي در محدوده ي سنت علم محض يوناني کار مي کرد ، ولي براي اثبات قضيه هاي راضي از مکانيک کمک مي گرفته است . اثر کارهاي اين دانشمند در دوران کلاسيک فراموش شده است و تا عصر رنسان هيچکس آنها را به طور کامل دنبال نکرد و نخستين چاپ آثار ارشميدس در سال 1543 صورت گرفت.

استاتيک و هيدروستاتيک ارشميدس : ارشميدس در رساله خود تحت عنوان "اصول مکانيک" طرز کار ماشين ها ساده را به طور کامل و با عدد و رقم تشريح نمود و به اين ترتيب علم يوناني را به وجود آورد . همچنين او شالوده هيدروستاتيک را نيز ، که به قوانين مربوط به اجسام شناور مربوط مي شود ، را بنياد نهاد طبق اين اصل نيرويي که از طرف آن بر جسم شناور وارد مي آيد ، برابر است با وزن آب جابجا شده ، و اين اصل مبناي روش علمي تعيين چگالي نسبي شد . اين قوانين در ان زمان دو استفاده مهم داشتند :

                  I.          يکي در تعيين وزن اجسام از طريق توزين آنها در آب که به سبب اين که در توزين و آزمايش عيار فلزات گرانبها به کار مي رفت بلافاصله شايع شد و هرگز فراموش نشد

                                         II.                        تخمين باريکه کشتي که قبلا براي کشتي سازان تا حدي آشنا بود .

او همچنين از پيچ حلزوني براي بالا بردن آب استفاده مي شد را اختراع کرد. يکي ديگر از تحقيقات مهم او در زمينه اهرم هاست و اينجاست که آن جمله معروف خود را مي گويد : "اگر نقطه اتکايي به من بدهيد جهان (يعني زمين ) را از جاي خود بلند مي کنم".

ارشميدس در سال 212 در هنگام محاصره سيراکوز توسط روميان توسط يک سرباز رومي کشته شد ، او در هنگام اين محاصره از طرح آيينه هاي سوزنده استفاده کرد .

پس از ارشميدس ، ديوکلس رياضي و فيزيک دان در سده دوم قبل از ميلاد مي زيست و او در باره ي آينه هاي شعله افکن کتاب نوشت . در همين قرن کتسيبوس مکانيک دان و مخترع در اسکندريه و فيلون بوزنطي مکانيک دان ، مؤلف نوعي دايرةالمعارف مکانيک نظري که تنها به کتاب چهارم و رئوس مطالب کتاب پنجم آن به يوناني در دست است و کتابي در پنتوماتيک ، ظهور کردند .

در قرن اول قبل از ميلاد کساني چون : هرون ظهور کرد که زمان از بسيار نامحقق است . هرون سنت مکانيکي اسکندريه را ادامه داد و بسياري از ابزارهاي ماهرانه را توصيف يا اختراع کرد و همچنين در زمينه نور تحقيقاتي به عمل آورد . از کارهاي او ميتوان به اختراع ماشين هاي بادي از قبيل : سيفون ها ، فواره هرون ، ماشين اتشزا ، تشک بادي ، ابزارهاي با استفاده از نور بخار ، دستگاه سکه گير و ماشين هاي خودکار ديگر اشاره کرد ."مسير يک شعاع تابشي کوتاه ترين مسير است". و شخص ديگري به نام کلئومدس[3] بر مي آيد که او اشاراتي به پديده هاي انکسار نور دارد ، از جمله انکسار جوي .

تولد مسيح تا رنسانس :

در اغاز قرن هاي اول ميلادي علم نسبت به سالهاي قبل فقيرتر ميشود . در اين قرن منلائوس[4] اسکندراني به جهان علم پا مي نهد ، او رياضي دان ، منجم و فيزيک دان رياضي بود که مطالعاتي در رابطه با جاذبه خصوصي انجام داد .

اما در قرن 2 ميلادي وضيت علم بهتر ميشود  در روم کارهاي علمي صورت مي گيرد . بطليموس قلوذي[5] يکي از دانشمنداناني بود که در زمينه فيزيک کارهاي انجام داد . از در اواخر قرن دوم در مصر زاده شد و در اسکندريه برآمد . او رياضي دان ، منجم ، جغرافي دان ، فيزيک دان و گياه شناس بود . رساله ي "بصائر" منسوب به او حاوي مطالعه تجربي انکسار نور ، همچنين مطالعه استادانه انکسار جوييست و اين چشم گيرترين تحقيق تجربي عهد قديم است . او دريافت که زواياي تلاقي انعکاس متناسب است ، که در مورد زواياي کوچکتر تقريبا درست است .

بعد از بطليموس پاپوس اسکندراني[6] ، هندسه دان يوناني ظهور مي کند که مطالعاتي راجع به مرکز ثقل داشته است .

 

از آغاز قرن 5 ميلادي چين به طور کاملا چشم گيري در علوم مخلتف پيشرفت کرد و در اين زمان شيشه گري که به مدت زيادي در مصر متداول بود ، در شمال و جنوب چين رواج يافت . در اين دوره علم چندان پيشرفتي نداشت . تسوچئونگ-چيه[7] دانشمندي بود که در مورد مکانيک تحقيقاتي به عمل آورد .

و اما بزرگترين دانشمند قرن ششم ميلادي فيلوپونوس[8] در اسکندريه برآمد . به حقيقت او را بايد بزرگترين فيزيکدان دوره اي که از ارشميدس با قرن 14 ميلادي را شامل ميشود دانست . عقايد او بي نهايت اصيل بود . با نظر ارسطو در باب حرکت و غير ممکن بودن خلا مخالفت کرد و مفهوم لختي را به صورت مبهمي بيان کرد و او به وسيله تجاربي اين عقيده را رد کرد که اجسام سنگينتر زودتر سقوط مي کنند . عقايد او چنان پيشگويانه است که مي توان او را پيشاهنگ گاليله دانست .

و اما در قرن 6 و 7 ميلادي اسلام ظهور مي کند و دست به تصرفات زيادي مي دهد .از اين قرن به بعد دانشمندان مسلمان ظهور ميکنند . از اولين دانشمندان مسلمان مي توان به ابو يوسف يعقوب بن اسحق صباح آکندي در آغاز قرن 9 م. که در بصره زاده شد مي توان اشاره کرد که تحقيقاتي در رابطه با نور هندسي و چشمي اشاره کرد . اين دانشمند کتاب "في المناظر" را نوشت که درباره انکسار نور با عدسي است و در همين قرن لين سالونيکي براي قصر ماگنورا ، که در آنجا نوعي دانشگاه ايجاد شده بود ، اختراعات مکانيکي مختلفي انجام داد ، ترتيب تلگراف چشمي هم به او نسبت داده شده است . و همچنين در اين قرن مي توان به سند بن علي اشاره کرد که مطالعاتي در رابطه با گرانش ويژه انجام داد .

رازي : و سرانجام ابوبکر ذکرياي رازي در اواخر قرن 9 ميلادي در ري زاده شد که او تحقيقاتي در باب وزن مخصوص بوسيله تعادل مايعات انجام داد که خود آن را "ميزان طبيعي" مي ناميد .

قرن 11 ميلادي را بايد بدون شک قرن بلوغ فکري مسلمانان دانست که از جمله دانشمندان بزرگي چون بيروني ، ابن سينا و ... در اين قرن ظهور مي کنند .

ابوريحان محمد بن احمد بيروني در 973 در خوارزم زاده شد . اين دانشمند بزرگ مانند ديگر دانشمندان آن زمان جامع العلوم بوده است. بيروني در علوم فيزيکي تحقيقات زيادي به عمل آورد که از جمله کارهاي او مي توان به تحقيق در وزن مخصوص /تعيين چگالي مخصوص 18 سنگ و فلز قيمتي با دقتي چشم گير / سرعت نور در مقابل سرعت صوت بسيار زياد است / نحوه کار چشمه ها و چاههاي ارتزسن با استفاده از اصل تعادل مايعات در ظروف مرتبطه ، مي توان اشاره کرد .

ديگر دانشمند بنام اين دوره ابوعلي حسين بن سينا است که در سال 980 در افشنه نزديک بخارا زاده شد و در سال 1037 م. در همدان درگذشت . او نيز مطالعه درخوري در موضوعات فيزيکي بعمل آورد . حرکت / برخورد / نيرو / خلا / بي نهايت / نور / گرما را مي توان از جمله موضوعات مورد مطالعه ابن سينا دانست . او دريافت که ادراک نور منوط به انتشار يک نوع ذرات از اجسام نوراني است ، سرعت نور بايستي داراي نهايتي باشد و درباره ي وزن مخصوص تحقيقاتي به عمل آورد .

در همين قرن در مؤسسه مالمسبري ، اليور مالمسبري[9] که يک مکانيک دان بوده است ظهور مي کند . او سعي مي کرد به وسيله بالهايي که درست کرده بود پرواز کند .

  دانشمند بعدي اين قرن که در حدود 965 م. در بصره زاده شد ، ابوعلي حسن بن حسن (يا حسين) بن هيثم است که او در سالهاي 996 تا 1020 در مصر برآمد و چندي بعد در قاهره درگذشت . او بزرگترين فيزيکدان مسلمان و از بزرگترين محققان مبحث نور در همه اعصار است ، او منجم ، رياضي دان و پزشک هم بود .اثر او به نام "کتاب المناظر" در علم تجربي تاثيري فراوان برجاي گذاشت و پيشرفت عظيمي را در علم تجربي ارائه کرد . تحقيق در مبحث انعکاس نور / نسبت ميان زاويه ي برخورد و انکسار ثابت نمي ماند / قدرت درشت نمايي عدسي / آينه هاي کروي و شلجمي / کجراهي کروي / انکسار جوي / توصيف بهتري از چشم و درک بهتري از رؤيت / اشعه از اجسام مرئي مي تابد نه از چشم / نخستين استفاده از تاريکخانه راميتوان از کارهاي او به حساب آورد .

از نيمه قرن 11 ميلادي نوبت به دانشمندان غربي رسيد که داراي دين مسيحي بودند و زبان آنها نيز يوناني يا لاتيني بود .

يکي از مهمترين دانشمندان قرن 11 م. عمر خيام است . عياث الدين ابوالمفتح عمرابن ابراهيم خيامي در حدود 1038 تا 1048 در نيشابور يا حوالي آن زاده شد و در 1123 تا 1124 در آنجا درگذشت . اين دانشمند ايرياني در زمينه فيزيک مطالعاتي در رابطه با روش هايي براي تعيين وزن مخصوص انجام داد .

قرون 12 و 13 ميلادي :

علم فيزيک در قرون 12 و 13 م. در زمينه هاي مختلفي تقويت شد .

 ا. اولين زمينه مکانيک بود که به نوعي مي توان گفت که دچار يک تولد دوباره شد در اين رشته دانشمندان زيادي شروع به فعاليت کردند : از جمله يوردانوس دو ابداع تازه را معرفي کرد : الف . شناخت گرانيگاه دوم. ب : اين اصل اوليه که آنچه وزن معيني را تا ارتفاع معيني بلند کند ، مي تواند وزني n برابر سنگينتر را تا ارتفاعي k برابر کمتر بالا ببرد . اگر رساله دوم از خود او نباشد ، بدون شک از يکي از شاگردان اوست که دوهم اورا با شگفتي "پيشاهنگ داوينچي" خوانده است . آن رساله در مورد شناختي از گشتاور استاتيکي و کاربرد آن در مطالعه اهرام زاويه اي و سطح مورب بود .

در زمان نامعلومي در اثناي قرن 13 م. فلاماندي ناشناسي به نام گرارد بروکسلي به تفکر در مورد مشکلاتي پرداخت که بعد ها تنها با سرعت خطي و سرعت زاويه اي حل شد و او هيچ وقت نتوانست که اين مشکل را حل کند .

پتراوليوي از فرانسيسکن هاي جنوب فرانسه ، پس از فليوپونس ظاهرا نخستين کسي است بود که شناخت محرک را مورد بحث قرار داد و اين سبقت خامي بود بر مفهوم لختي .

       سرانجام ، بيکن به مسئله بيان پرداخت و کيفيت عمل آن را از راه دور به طريق رياضي توضيح داد .ويلار هوناکوري و پيتر غريب در انديشه حرکت دايم بودند اين همه پيشرفت در علم مکانيک نشان دهنده يک بلوغ فکري جديد در غب بود ، در حالي که مسلمانان هنوز به افکار دوران هيلينيستي توجه داشتند .

2. زمينه بعدي نور بود که هم در غرب و هم در سرزمين هاي اسلامي در قرون وسطي تحت تأثير کتاب "المناظر" ابن هيثم بود . کتاب ابن هيثم را گرارد کريمونايي به لاتيني ترجمه کرد . محتويات اين کتاب با کتاب "البصائر" که به بطليموس نسبت داده اند شباهت فراوان دارد . و چون فيزيک دانان لاتيني و اسلامي از يک منبع استفاده مي کردند در نتيجه يافته هاي آنها شباهت فراوان داشت . اما اولين فيزيکدان برجسته اين قرن در غرب  گروستسه بود که از خواص درشتنمايي عدسي ها آگاهي کامل داشت و اين آگاهي را با بسياري از معلومات ديگر به بيکن انتقال داد. بيکن نيز به آزمايش هاي فراواني دست زد و امکان دارد به صورت مبهمي فکر ساختن ميکروسکوپ و تلسکوپ را مطرح کرد. سه تن از نور شناسان لاتيني ديگر که بايد در اين جا از آن ها ياد کرد: وتيلو، جان پکهام، و تئودوريک فريبرگي هستند که هر کدام رسالاتي در زمينه نور دادند.

اما از فيزيکدانان عربي بايد به خواجه نصيرالدين طوسي که متن عربي کتاب البصائر اقليدس را تحرير کرد و آثار نجومي قطب الدين شيرازي که حاوي مطالب جالبي درباب رنگين کمان بود . شاگرد او يعني کمال الدين فارسي بود که شرح کاملي بر کتاب المناظر ابن هيثم نوشت با عنوان "تنقيح المناظر".

رنسانس:

گاليله:

گاليلئو گاليله[10] در سال 1564 در پيزا واقع در ايتاليا متولد شد وي تا 19 سالگي تمام مطالعات خود را در ادبيات متمرکز کرده بود تا يانکه روزي در يکي از مراسم مذهبي کليسا مشاهده چهل چراغي که در بالاي سرش نوسان مي کرد توجه او را جلب کرد او هنگام مشاهده توجه کرد که هر چند دامنه نوسان هر بار کوتاهتر مي شود ليکن زمان نوسان همواره ثابت باقي مي ماند اغلب انسانها شايد در اين مشاهده چيز خاصي را نمي يافتند ولي گاليله از روح کنجکاوي و پژوهشگر دانشمندان برخوردار بود او از آن لحظه شروع به اجراي يک رشته آزمايشهاي عملي کرد به اين ترتيب که وزنه هايي را به يک ريسمان بست و از محلي آويزان نمود و آنها را به اين سو و آن سو به نوسان درآورد در آن دوران هنوز ساعتهاي دقيق با عقربه ثانيه شمار نبود و بنابراين گاليله براي اندازه گيري زمان حرکات وزنه هاي آويزان و در حال نوسان از ضربات نبض خود سود مي جست او دريافت که مشاهداتش در کليساي جامع پيزا صحت دارد. اگر چه دامنه نوسان هر بار کوتاهتر مي شد اما هر نوسان زمان مشابه نوسانهاي قبلي را در بر مي گرفت به اين ترتيب گاليله قانون آونگ را کشف کرده بود قانون آونگ گاليله امروزه همچنان در امور گوناگون به کار مي رود مثلاٌ‌ براي اندازه گيري حرکات ستارگان و يا مهار روند کار ساعتها از اين قانون استفاده مي کنند آزمايشهاي او در باره آونگ آغاز فيزيک ديناميک جديد بود واکنشي که قوانين حرکت و نيروهايي را که باعث حرکت مي شوند در بر مي گيرد گاليله در سال 1588 در دانشگاه پيزا مدرک دکتري(استادي) گرفت و در همانجا براي تدريس رياضيات باقي ماند.

 

او در 25 سالگي دومين کشف بزرگ علمي خود را به انجام رسانيد کشفي که باعث از بين رفتن يک نظريه به جا مانده دو هزار ساله شد و دشمنان زيادي برايش افريد در دوران گاليله بخش بسياري از علوم بر اساس فرضيه هاي فيلسوف بزرگ يوناني – ارسطو که در قرن 4 پيش از ميلاد مي زيست بنا شده بود اثر او به عنوان مرجع و سرچشمه تمامي علوم به شمار مي آمد هر کس که به يکي از قانونها و قواعد ارسطو شک مي کرد انسان کامل و عاقلي به شمار نمي آمد يکي از قواعدي که ارسطو بيان کرده بود اين ادعا بود که اجسام سنگين تندتر از اجسام سبک سقوط مي کنند گاليله ادعا مي کرد که اين قاعده اشتباه است به طوري که مي گويند او براي اثبات اين خطا از استادان هم دانشگاهي خود دعوت به عمل آورد تا به همراه او به بالاترين طبقه برج مايل پيزا بروند گاليله دو گلوله توپ يکي به وزن 5 کيلو و ديگري به وزن نيم کيلو با خود برداشت و از فراز برج پيزا هر دو گلوله را به طور همزمان به پايين دها کرد در کمال شگفتي تمام حاضران در صحنه مشاهده کردند که هر دو گلوله به طور همزمان به زمين رسيدند گاليله به اين ترتيب يک قانون فيزيکي مهم را کشف کرد(سرعت سقوط اجسام به وزن آنها بستگي ندارد).

در همين موقع گاليله مشغول مطالعه بود که ناگهان شايع شد که در سوئيس عدسي‌ها را با هم ترکيب کرده اند وتوانسته اند اجسام را از مسافات دور مشاهده نمايند از اين موضوع اطلاع صحيحي در دست نيست ولي اينطور مشهور است که زاخاري يانسن که در ميدلبورک عينک ساز بود اولين دوربين نزديک کننده اشياء را بين سالهاي 1590 و 1609 ساخته بود ولي عينک ساز ديگري بنام هانس يپرشي اختراع او را با تردستي از او مي ربايد و در اکتبر 1608 امتياز آن را به نام خود ثبت مي نمايد گاليله هم در اين موقع موفق به ساختن دوربين مشابهي گرديد ولي اين دستگاه قدرت زيادي نداشت اما مطلب مهم اين بود که اصل اختراع کشف شده بود و ساختن دوربين قوي تر فقط کار فني بود. اين دوربين به رئيس حکومت ونيز تقديم شد و در کنار ناقوس سن مارک گذاشته شد سناتورها و تجار ثروتمند در پشت دوربين قرار گرفتند و همگي دچار حيرت و تعجب شدند چون آنها خروج مؤمنين را از کليساي مجاور و کشتيهايي را که در دورترين نقاط افق در حرکت بودند مشاهده نمدند ولي گاليله فوراٌ دوربين را به طرف آسمان متوجه ساخت مشاهده مناظري که تا آن زمان هيچ چشمي قادر به تماشاي آن نبود شور و شعفي فراوان در گاليله به وجود آورد گاليله مشاهده نمود که ماه بر خلاف گفته ارسطو که آن را کره اي صاف و صيقلي مي دانست پوشيده از کوه ها و دره هايي است که نور خورشيد برجستگي هاي آنها را مشخص تر مي سازد به علاوه ملاحظه نمود که چهار قمر کوچک به دور سياره مشتري در حرکت هستند و بالاخره لکه هاي خورشيد را به چشم ديد دانشمند بزرگ در سال 1610 تماماين نتايج را در جزوه اي به نام کتاب قاصد آسمان انتشار داد که موجب تحسين و تمجيد بسيار گشت ولي انتشار کتاب قاصد آسمان قط تحسين و تمجيد همراه نداشت بلکه جمعي از مردم بر او اعتراض کردند و از او مي پرسيدند چرا تعداد سيارات را 7 نمي داند و حال آنکه تعداد فلزات 7 است و شمعدان معبد 7 شاخه دارد ودر کله آدمي 7 سوراخ موجود است گاليله در جواب تمام سؤالات فقط گفت با چشم خود در دوربين نگاه کنيد تا از شما رفع اشتباه شود.

 

مشاهدات و پژوهشهاي گاليله او را به اين وادي رهنمون شدند که فرضيه هاي علمي را که بر اساس آنها زمين در مرکزيت عالم قرار داشت و خورشيد و سارگان به دور آن مي گشتند مردود مي شمرد. نزديک به نيم قرن پيش از آن کوپرنيک اثر بزرگ خود را که طي آن ثابت کرد خورشيد در مرکز دستگاه ستاره اي ما نيست و زمين و سياره ها به دور آن مي گردند- در معرض اذهان عموم قرار داده بود. اين فرضيه کوپرنيک مورد لعن و نفرين کليسا قرار گرفته بود و زماني که گاليله اشکارا اعلام داشت که اين فرضيه صحت دارد و او با آن موافق است، نظريه کوپرنيک بدست فراموشي سپرده شده بود اعلاميه گاليله اعتراضات شديد را برانگيخت روحانيون عالي مقام کليساي کاتوليک دوباره خشمگينانه فرضيه کوپرنيک را به شدت محکوم کردهو آن را مطرود شمردند گالليه با شخصيتهاي بزرگي مانند کاردينال بلارين و کاردينال باربريني سابقه دوستي داشت که از او حمايت مي کردند ولي اين شخصيتهاي بزرگ نتوانستند مانع آن نبود و روحانيون براي هر چيز غير از کتاب مقدس و ارسطو ارزش قائل نبودند و کليسا هرگز اجازهنمي داد که يک فرد غير روحاني کتاب مقدس را به مطابق ميل خود تغيير دهد. چون اين کار ممکن نبود طبعاٌٌ مي بايست گالليه محکوم شود و حتي اگر خود پاپ هم صميم قلب معتقد به عقايد کوپرنيک بود محاکمه گاليله و محکوميت او اجتناب ناپذير بود در سال 1632 که دوست کاردينال باربريني بنام اوربن هفتم پاپ شده بود از موقعيت استفاده کرد و ضربت بزرگي را وارد نمود وي کتابي به زبان ايتاليايي منتشر کرد که در آن سه نفر مشغول گفتگو هستند يکي از آنها بطلميوس و دو نفر ديگر از کوپرنيک دفاع مي کنند. با انتشار اين کتاب خشم و غضب روحانيون چند صد برابر گشت و بدتر از همه اينکه براي شخص پاپ اين سوءتفاهم ايجاد شد که شخص ابله واحمقي در مکالمات از بطلميوس دفاع مي کند خود اوست. گاليله را به رم احضار کردند و او را در منزل يکي از اعضاي عالي رتبه ديوان تفتيش عقايد جاي دادند در همين اوقات دختر پدر مقدس مشغول تهيه ادعانامه او بود و در روز 20 ماه ژوئن 1633 محکوم را به آنجا احضار کردند و در 22 ژوئن وادارش نمودند که توبه نامه زير را امضاء کند.

در هفتادمين سال زندگي در مقابل شما به زانو درآمده ام و در حالي که کتاب مقدس را پيش چشم دارم و با دستهاي خود لمس مي کنم توبه مي کنم و ادعاي خالي از حقيقت حرکت زمين را انکار مي کنم و آنرا منفور و مطرود مي نمايم.

گاليله بعد از محاکمه در منزل دوستش پيکولوميني اسقف شهر سين محبوس شد ولي بعد از مدتي به او اجازه داده شد تا در خانه ييلاقي خود واقع در آرستري اقامت کند.

گاليله تا دم مرگ بر اعتقاد خويش پاي برجا ماند او به طور پنهاني به آزمايش‌هاي تجربي خود ادامه داد و پيش از آنکه در سال 1642 در آستري در حومه فلورانس دار فاني را وداع گويد دو کتاب ارزشمند ديگر را نيز به رشته تحرير درآورد آثار او نخست در سال 1835 از سوي کليساي کاتوليک از ليست سياه،(ليست کتابهاي ممنوعه) خارج شد و اجازه انتشار يافت امروزه ما به گاليله به عنوان يک پژوهشگر سخت کوش که بشريت بسيار به او مديون است احترام مي گذاريم او به جهان نشان داد که يک دانشمند بايد آزادي را داشته باشد که نظريه هايي را که اشتباه هستند نقد کند و نظريه هاي جديدي را بنيان گذارد او همچنين نشان داد که يک دانشمند نبايد خود را گرفتار دستورها و يا روايات ديني تحريف شده کند.

نيوتن:

سِر آيزاک نيوتن[11] (۲۵ دسامبر ۱۶۴۲ – ۳۱ مارس ۱۷۲۷) فيزيک‌دان، رياضي‌دان، فيلسوف و کيمياگر يهودي شهروند انگلستان بوده است . وي در سال ۱۶۸۷ ميلادي شاهکار خود «اصول رياضي فلسفه طبيعي» را به نگارش درآورد. در اين کتاب او مفهوم گرانش عمومي را مطرح ساخت و با تشريح قوانين حرکت اجسام، علم مکانيک کلاسيک را پايه گذاشت. از ديگر کارهاي مهم او بنيان‌گذاري حساب ديفرانسيل و انتگرال است.

اسحق نيوتن از خانواده اي است که افراد آن کشاورزان مستقل و متوسط الحال بوده اند و مجاور دريا در قريه ي وولستورپ مي زيستند.

نيوتن کودکي نبود که ساختمان بدني قوي و مستحکم داشته باشد و بنابراين مجبور بود از بازي هاي پر هياهو و زد و خوردهاي همسالان خود کناره بگيرد و بجاي اينکه از تفريحات آنان پيروي کند، شخصا براي خويش تفريحاتي اختراع مي کرد که نبوغ وي در ضمن آن ها خودنمايي مي نمود.

برخي از تفريحات وي عبارت بودند از: ساختن بادبادکي که چراغي در خود پنهان داشت و موجب وحشت اهالي ده مي گرديد؛ بازيچه هاي مکانيکي تمام اجزاي آن ها را تماما خود مي ساخت؛ ...

طبق نسايح دايي وي ابتدا او را به کالج گرانتهام فرستادند و در اين کالج او را در کلاس ماقبل آخر جاي دادند. او همواره مورد طعنه و طنز شاگرداني واقع مي شد که از وي قوي تر بوده اند و روزي از روزها يکي از ايشان با بي رحمي بسيار، کتک مفصلي به او زد بطوريکه جانش از آن آزرده شد. ام در نتيجه ي تشويق يکي از استادان خويش شاگرد مزبور را به مبارزه طلبيد و با ضربات جانانه اي وي را از پا درآورد و در آخر کار نيز از سر تحقير بيني او را به ديوار کليسا کوبيد. تا آن تاريخ نيوتن توجه بسيار به درس هاي خود نشان نداده بود اما بر اثر اين واقعه تصميم گرفت به آنان ثابت کند که مغز وي قوي تر از ايشان است و با جديت به کار پرداخت و در اندک مدت بهترين شاگرد کلاس شد.

در اين هنگام بود که مديران مدرسه و دايي او متفق القول شدند که وي قادر است برنامه ي دانشگاه کمبريج را درک کند. تصميم قاطع روزي اختيار شد که دايي آيسکاف او را غافلگير کرد و ملاحظه نمود که در کنار پرچين مزرعه نشسته و در خفا سخت مشغول مطالعه است و حال آن که همه تصور مي کردند وي با کمک يکي از کارگران مزرعه براي خريد به بازار رفته است.

معلم رياضي نيوتن در دانشگاه کمبريج اسحق بارو نام داشت که در عين حال رياضي دان و عالم علوم الهي بود. بارو از روي خلوص و حسن نيت به اين نکته ايمان آورد که شاگردش به مراتب بر او رجحان دارد و چون در سال 1669 هنگام آن رسيد که کرسي رياضيا لوکازيان را که وي اولين اشغال کننده ي آن بوده است ترک کند، با نهايت ميل اين کرسي را به شاگرد و مريد بي مانند خود سپرد.

نيوتن تا سال 1664 هنوز کار قابل ملاحظه اي انجام نداده بود جز اينکه از بس با اصرار و سماجت به هاله ي ماه و ذوذنبي که مي گذشت نگاه کرد مريض شد، و يا اگر کار مهمي انجام داده بود آن را مخفي مي داشت.

از زندگاني او هيچ چيزي را با دقت و صحت نمي دانيم جز اينکه طي سال هاي 1666 – 1664 يعني از 21 سالگي تا 23 سالگي تمام اکتشافات آينده ي خويش را در رياضيات و علوم ديگر پي ريزي کرد و با ايمان و عقيده هر روز به سعي و کوشش و کار پرداخت و شب ها تا دير وقت بيدار مي ماند تا جاييکه مريض و بستري گرديد. متاسفانه ميل طبيعي نيوتن به اينکه اکتشافات خويش را پنهان از ديگران نگه دارد، نيز موجب تاريکي بيشتر اين اسرار شد.

او طي اين سه سال روش حساب ديفرانسيل و انتگرال را اختراع کرد، قانون جاذبه ي عمومي را کشف کرد و با تجربه ثابت نمود که نور سفيد ماحصل ترکيب تمام انوار با رنگ هاي مختلف مي باشد.

نسخه اي خطي که تاريخ آن بيستم ماه مي 1665 است نشان مي دهد که نيوتن در 23 سالگي به قدر کافي اصول حساب عناصر بي نهايت کوچک را پيش برده بود که بتواند انحناي هر منحني متصل را در يک نقطه حساب کند و مماس بر منحني را در اين نقطه رسم نمايد.

دومين الهام بزرگ نيوتون هنگاميکه در حدود 23 سال داشت، يعني در سال 1666 که در وولستورپ بسر مي برد عبارت از قانون جاذبه ي عمومي اوست. غالب مورخين علوم که قولشان معتبر است اين نکته را پذيرفته اند که نيوتن در سال 1666 دست به يک سلسله محاسبات تقريبي زد تا ملاحظه کند که آيا قانون جاذبه ي عمومي او مي تواند قوانين کپلر را توضيح دهد يا نه.

انتشار قانون جاذبه ي عمومي 20 سال طول کشيد. علت تاخير نيوتن آن بوده است که وي نمي توانست مسئله اي مربوط به حساب انتگرال و ديفرانسيل را حل کند و اين مسئله در قانون جاذبه ي عمومي به صورتي که مورد توجه او قرار گرفته بود نقش اساسي به عهده داشت. در واقع نيوتن قبل از اينکه حرکت سيب يا حرکت ماه را مورد مطالعه قرار دهد احتياج به آن داشت که معلوم نمايد که جاذبه ي کلي کره ي متجانسي بر نقطه اي که در خارج اين کره قرار گرفته چيست. بديهي است که هر يک از نقاط کره ي مزبور نقطه ي خارجي را با نيرويي که متناسب با جرم دو ذره و معکوس مجذور فاصله ي آن هاست جذب مي کنند، ليکن چگونه بايد بي نهايت جاذبه ي مجزا را که به اين طريق حاصل مي شوند را با هم جمع کرد يا ترکيب نمود تا جاذبه ي منتجه حاصل شود؟

آشکار است که مسئله ي مزبور از نوع مسائل حساب انتگرال است. امروز اين مسئله را در کتاب هاي مقدماتي و درسي حساب انتگرال به عنوان تمرين ساده اي مطرح مي سازند و دانشجويان جوان حداکثر در 20 دقيقه به حل آن توفيق مي يابند، اما نيوتن 20 سال در باره ي آن فکر کرد تا به حل آن توفيق يافت!

بعد از آنکه بار ديگر به کمبريج بازگشت به عنوان عضو وابسته در ترينيتي کالج پذيرفته شد (1667) و دو سال بعد از آن در 1669 در 26 سالگي به عنوان استاد رياضي جانشين اسحق بارو گرديد، در اولين درس هاي وي از مبحث نور گفتگو به عمل مي آيد. وي ضمن اين درس ها اکتشافات شخصي خود را مطرح مي سازد و تئوري هاي ذره اي نور را بيان مي دارد که طبق آن نور ماحصل ذره است و نه چنانکه هوک و هويگنس عقيده داشته اند نمودي موجي مي باشد.

در 1668 نيوتن با دست خود يک تلسکوپ انعکاسي ساخت و به مدد آن به رصد و مشاهده ي اقمار مشتري پرداخت. در اين نکته ترديدي نيست که منظور وي از اين رصد ها آن بود که اقمار مزبور را مورد تجربه قرار دهد و به کمک آن ها ملاحظه کند که آيا قانون «جاذبه» ي وي واقعا «عمومي» است يا نه.

در سال 1672 نيوتن به عضويت جامعه ي پادشاهي انتخاب شد، به اين مناسبت اکتشافات خود را در مورد تلسکوپ ها و نظريه ي ذره اي نور به جامعه ي مزبور عرضه داشت. هيئتي مرکب از سه عضو اين جامعه که از جمله ي ايشان يکي مرد زشتخوئي همچون هوک بود، مامور شدند که درباره ي اين اکتشافات گزارشي به جامعه ي مزبور تقديم دارند. هوک از سمت خود سوء استفاده کرد و گزارشي عليه نيوتن به جامعه تقديم داشت و ضمن آن تبليغ بسياري به نفع نظريه ي موجي نور کرد.

در ابتداي امر نيوتن خونسردي کامل خود را حفظ کرد ليکن بزودي رفتار خود را تغيير داد و خاصه هنگاميکه لوکاس رياضي دان و لينوس فيزيک دان به هوک پيوستند و نظرات و ايرادات آنان صورت بدگويي احمقانه يافت و نيوتن به کلي عنان احتيار از دست داد. بالاخره نيوتن تصميمي کودکانه گرفت که از آن پس با هيچکس از اکتشافات خود سخن نگويد و علت آن بود که نمي توانست اصلا چنين جدال احمقانه اي را تحمل کند.

در سال 1679 که سي و هفت سال داشت بزرگترين اکتشافات خود را انجام داده بود اما آن ها را با نهايت دقت در مغز خويش و يا در کشو ميز خود محفوظ مي داشت.

دوران ما بين 1884 و 1886 از نظر تاريخ فکري بشر مقام ارجمندي دارد. در اين دوران هالي توانست با تدبير بسيار او را وادارد که اکتشافات خويش را در نجوم و علم حرکات به منظور انتشار تدوين کند و نيوتن نيز رضا به اين کار داد. به احتمال قوي طي تاريخ هيچ گاه موجودي بشري با چنين مداومت خويشتن را به افکاري چنين عميق نسپرد و کوششي معادل آن چه نيوتن براي تدوين کتاب «اصول رياضي حکمت طبيعي» (Principa Mathematica Philosphiae Naturalis) به عمل آور انجام نداد.

چنين به نظر مي رسد در دوراني که نيوتن به تحرير و تدوين شاهکار خود مشغول بود هرگز به سلامتي خويش توجهي نکرد و فراموش کرد که خوردن و خوابيدن از لوازم زندگي است. غالبا به غذايي ساده اکتفا مي کرد يا اصلا چيزي نمي خورد و با عجله از خوابي که چند لحظه بيش ادامه نداشت برمي خاست و با لباسي مختصر ساعت ها در کنار بستر مي نشست و به تفکر و محاسبه مي پرداخت تا بتواند از پيچ و خم هاي مشکلات رياضي خويش عبور کند. بالاخره در سال 1686 کتاب اصول آماده شد و براي اظهار نظر به جامعه ي پادشاهي تقديم گرديد و در سال 1687 با خرج هالي منتشر گرديد.

سراسر اين کتاب آغشته از دو نظر اصلي نيوتون يعني قوانين علم حرکات و قانون جاذبه ي عمومي اوست و بخصوص به موارد استعمال اين قوانين در بيان حرکات دستگاه شمسي و «دستگاه جهان» مي پردازد.

بيخوابي مفرط و احتراز از غذا خوردن مرتب، يعني عواملي که او را مجاز داشته بودند کتاب اصول را در مدت 18 ماه تنظيم کند بضد او برخواسته و جبران مافات مي کردند: در پائيز سال 1692 هنگاميکه به 50 سالگي نزديک مي شد و مي بايست در غايت قوت و کمال باشد به سختي مريض و بستري شد.

خبر کسالت شديد نيوتون در قاره ي اروپا انتشار يافت و طبعا با اغراق توام شد. ليکن بعد از آنکه خبر بهبود او را دادند دوستانش که يکي از آن ها بعدها از سخت ترين دوستان نيوتن شد بسيار شادمان گرديدند.

لايب نيتس در همين اوقات خبر سلامتي نيوتون را به يکي از آشنايان خود نوشت و اظهار رضايت کرد که بار ديگر نيوتون به صورت خويش بازگشته است. در همين سال 1693 بود که نيوتون بعد از معالجه براي اولين بار مطلع شد که حساب ديفرانسيل و انتگرال را در قاره ي اروپا به خوبي مي دانند و عموما ابداع آن را به لايب نيتس نسبت مي دهند.

بعد ها در سال 1712، در آن هنگام که مردم کوچه و بازار و وطن پرستان غيور که به کلي از حقايق موضوع غافل بودند با ابهام تمام دانستند که نيوتون کار برجسته اي در رياضيات انجام داده است، ناگهان مسئله ي تعيين اينکه فضل تقدم در اختراع حساب ديفرانسيل و انتگرال با کيست تبديل به مسئله ي حسادت ملي حادي شد و همه ي مردم صاحب فرهنگ انگلستان پشت سر قهرمان خويش که کم و بيش از اين وضع متحير بود صف بستند و نعره مي کشيدند که رقيب وي مردي دروغگوست.

در ابتداي امر نه رفتار نيوتون در خور ملامت بود و نه روش لايب نيتس. اما به تدريج که غريزه ي ورزشي بريتانيايي تحريک مي شد نيوتون نيز ابتدا رضايت داد و سپس خود به خود يا به اغواي ديگران وارد معرکه شد و دست به اقداماتي مشکوک و دور از شرافت زد تا به هر قيمت که شده است در اين مسابقه ي بين المللي فاتح شود حتي اگر بهاي آن شرافت ملي باشد. لايب نيتس و پيروان او نيز همين راه در پيش گرفتند و ما حصل اينکار آن شد که انگليسيان سر سخت مدت يک قرن بعد از مرگ نيوتون در سکوتي کامل در زمينه ي رياضيات قرار گرفتند و حال آنکه مردم فرانسه و سوئيس که بر جاي پاي لايب نيتس متکي شدند و راه او را در پيش گرفتند روشهايش را که لااقل از لحاظ به کار بردن علامات بوضع غير قابل مقايسه اي بهتر از روش نيوتون بوده است تکميل کردند و از حساب عناصر بي نهايت کوچک وسيله اي ساده و قابل استعمال براي تجسس بوجود آوردند و حال آن که مي بايست افتخار اين تکميل نصيب جانشينان بلافاصله ي نيوتون گردد.

در سال 1696 برنوئيلي و لايب نيتس به اتفاق توطئه اي چيدند و براي حل دو مسئله اي که مطرح ساختند رياضي دانان اروپايي را به مبارزه طلبيدند. بعد از آنکه مدت 6 ماه رياضي دانان اروپايي را سرگردان ساخت براي بار دوم مطرح شد و نيوتن براي اولين بار در روز 29 ژانويه 1696 بوسيله ي يکي از دوستان خود از وجود آن مطلع شد. وي تازه به خانه ي خويش مراجعه کرده و هنوز از خستگي کار سنگين روزانه نياسوده بود. بعد از صرف شام مسئله ها را تمام کمال حل کرد و فرداي آن روز راه حل خود را بدون ذکر نام حل کننده آن به جامعه ي پادشاهي عرضه داشت.

برنوئيلي هنگامي که راه حل را ديد بلافاصله فرياد بر کشيد که: «آه! من شير را بخوبي از جاي پايش مي شناسم!»

 

نيوتن بار ديگر در سال 1716 هنگامي که هفتاد و چهار سالهي بود دليل ديگري بر قدرت نيروي فکري خود اقامه کرد.

در اين هنگام لايب نيتس گستاخانه مسئله اي مطرح کرده و رياضي دانان اروپائي را به مبارزه طلبيده بود و در واقع نيوتون را در نظر داشت زير مسئله بنظر وي مشکل مي نمود.

نيوتن صورت مسئله را روزي از روزها ساعت 5 بعد از ظهر که خسته و کوفته به خانه برگشته بود دريافت داشت و در همان شب آن را به تمامي حل کرد حال آن که لايب نيتس گمان مي کرد اين بار ديگر شير را در دام انداخته است.

آخرين روزهاي زندگي وي تاثرانگيز و از جنبه ي انساني قوي و عميق بوده است. اگر چه نيوتون نيز مانند ساير افراد بشر از رنج فراوان بي بهره نماند ليکن بردباري بسياري که در مقابل درد و شکنجه ي دائمي دو سه سال اخير زندگي اخير خويش نشان داد شکوفه هايي ديگر بر تاج گلي که بر فرق او قرار دارد مي افزايد. دردهاي جانگدازي که ماحصل سنگ مثانه بود هرگز نمي توانست قيافه ي آرام و دلپذير او را کدر سازد و همواره نسبت به کساني که از او پرستاري مي کردند کلمات محبت آميز بر زبان داشت. در آخرين روزهاي زندگي سرفه اي مداوم او را بسيار ضعيف کرد و عاقبت بعد از آنکه چند روزي از درد جانگداز آسوده بود در نهايت آرامش مابين ساعت يک و دو بعد از نيمه شب بيستم ماه مارس 1727 زندگاني را بدرود گفت و در اين هنگام او هشتاد و پنج سال داشت. وي را در صومعه ي وست مينستر به خاک سپردند.

فيزيک در قرن نوزدهم:

فيزيک کلاسيک نيوتوني بيش از200 سال بدون منازع بود و موقعيت هاي جالب و فراواني بدست آورد(اهانيان، 1372، ص 1). فيزيکدانان قرن نوزدهم يقين داشتند که خطوط کلي براي هميشه ترسيم شده است و احتمال اينکه چيز تازه اي کشف شود و انقلابي ايجاد کند، نمي رفت. به نظر آن ها تنها کاري که مانده بود، اين بود که اندازه گيري ها با دقتي بيشتر و علمي تر انجام بگيرند و خلاء هاي کوچک و جزءي که در علم وجود داشت، آشکار شود. اين اعتقادات تا آستانۀ تحولات انقلابي در اواخر قرن نوزدهم وجود داشت(ير، 1371، ص 237). بطوريکه آلبرت اينشتين در زندگينامۀ علميش عقايد فيزيکدانان اواخر قرن نوزدهم را اينگونه بيان مي کند:"در آغاز خداوند قوانين حرکت نيوتون را با جرم ها و نيروهاي لازم آفريد، چيزهاي ديگر با تحول روشهاي رياضي از راه استنتاج بدست مي آيد"(اهانيان،1372، ص 1). فيزيکدانان به اندازه اي به کار خود مطمئن بودند که حتي وقتي در سال 1874 مرد جواني به نام ماکس پلانگ مشغول يک سري مطالعات تحقيقاتي بود، پروفسور معروف، فيليپ جول، به وي گفت:" فيزيک نظري رشتۀ بسيار جالبي است و مي توان اينجا و آنجا مطالبي را گردآوري کرد، اما اصولاً مطلب جديدي را نمي توانيم بيابيم، بنابراين از پرداختن به نظراتي که روي آن ها فکر شده است، بپرهيزد"( نشريه اطلاعات علمي). هرچند فيزيک در قرن نوزدهم رشد چشمگيري داشت، با وجود اين هنوز پاسخي براي برخي سوالات وجود نداشت.

نارسايي هاي فيزيک کلاسيک

الف. توضيح طيف گسيلي و جذبي

يکي از نا توانايي هاي فيزيک کلاسيک در توصيف طيف گسيلي و جذبي عناصر بود، رادرفورد با تاباندن پرتو آلفا به ورقۀ نازکي از طلا به اين نتيجه رسيد که قسمت عمدۀ اتم از فضاي خالي تشکيل شده است و هر اتم هستۀ کوچک اما سنگين با بار مثبت دارد(گاموف،1345،ص 266-268). رادرفورد الکترون ها را ذراتي بسيار کوچک در اطراف هسته فرض کرد که در حال چرخش هستند؛ در اين صورت طبق قوانين فيزيک کلاسيک چون الکترون ها تغيير جهت مي دهند، حرکت آن ها شتابدار است و بايد امواج الکترو مغناطيسي از خود گسيل کند. گسيل تابش موجب کاهش انرژي و نزديک شدن الکترون به هسته مي شود، با نزديک شدن الکترون به هسته سرعتش افزايش پيدا کرده و طول موج هاي کوتاه تر گسيل مي کند و اين روند همچنان ادامه پيدا مي کند بطوريکه در کسري از ثانيه الکترون به هسته رسيده و اتم ناپايدار مي شود(شکل1). بنابراين فرض، طيف گسيلي اتم ها بايد پيوسته باشد حال آنکه مشاهدات تجربي بيانگر نا پيوسته بودن طيف هستند(گاموف،1345،ص 251-257).

شکل1. طيف گسسته حاصل از مشاهدات تجربي

 

ب. پديدۀ فوتوالکتريک

ناتواني ديگر فيزيک کلاسيک در توضيح پديده ها، مربوط به پديده اي است که فيليپ لنارت براي اولين بار به آن پي برد و آنرا پديدۀ فوتوالکتريک ناميد(شکل2). طبق مشاهدات انجام شده وقتي نور به سطح فلزي مي تابد موجب گسيل الکترون از سطح آن مي شود. طبق قوانين فيزيک کلاسيک، فيزيکدانان انتظار داشتند افزايش شدت نور موجب افزايش انرژي جنبشي الکترون هاي گسيل شده شود، حال آنکه آزمايش نشان مي داد شدت نور هيچ تاثيري در انرژي الکترون هاي گسيل شده ندارد و برخلاف عقيده آن ها انرژي الکترون ها به طول موج نور فرودي بستگي داشت(آسيموف،1362 ، ص 397).

 

شکل2. پديدۀ فوتوالکتريک

ج. ماهيت نور و فرض اتر

يکي از مهم ترين مشکلات فيزيک کلاسيک مربوط به اتر است. فيزيکدانان کلاسيک فرض اتر را کاملاً پذيرفته بودند، آن ها اعتقاد داشتند فضاي ميان سيارات از جسمي مادي به نام اتر تشکيل شده است، حتي مندليف هم عدد اتمي صفر را به اتر اختصاص داد. نيوتون با وجود اينکه اعتقاد داشت نور خاصيت ذره اي دارد و هنگام عبور از خلاء با هيچ مشکلي روبرو نمي شود، با وجود اين اتر را پذيرفته بود(آسيموف،1362 ،ص 391). به عقيدۀ وي اجرام آسماني از طريق اتر نيروي خود را به يکديگر منتقل مي کنند، در واقع فيزيکدانان کلاسيک پذيرفته بودند که تاثير از راه دور امکان پذير نيست. بعدها هويگنس که همزمان با نيوتون مي زيست، تئوري موجي خود را در مورد نور مطرح کرد و توماس يانگ با آزمايش هايي که انجام داد، نشان داد که حق با هويگنس بوده است و بدين صورت تئوري ذره اي نيوتون ضعيف شد(گاموف،1345،ص 101-103). تحليل هاي رياضي که آگوستين فرنل در مورد نور انجام داد، جاي هيچ گونه شکي باقي نماند و همه پذيرفتند که نور خاصيت موجي دارد(آسيموف،1362 ،ص 328). با توجه به اينکه موج توانايي عبور از خلاء را ندارد، تصور مي شد نور از طريق اتر منتقل مي شود. وقتي که فيزيکدانان متوجه شدند امواج نوري از نوع عرضي هستند، فرض اتر ناگهان دچار مشکل جدي شد. چرا که طبق تئوري هاي فيزيک کلاسيک امواج عرضي فقط مي توانند از مواد جامد عبور کنند و براي اينکه سرعت حرکت موج در حد سرعت نور باشد، محيط بايد فوق العاده صلب باشد؛ يعني اتر براي انتقال نور بايد حتي صلب تر از فولاد باشد! اين در حاليست که حتي نبايد کوچک ترين مقاومتي براي ساير اجسام داشته باشد! با وجود اين، فيزيکدانان فرض اتر را پذيرفته بودند! ماکسول(فيزيکداني که نشان داد نور از امواج الکترو مغناطيسي تشکيل شده است) در اين باره مي گويد:" هرچند ممکن است در تصور چگونگي اتر مشکلاتي داشته باشيم، ولي شکي نيست که فضاي ميان ستاره ها خالي نيستند، بلکه جسمي عادي آنرا اشغال کرده است"(نشريه اطلاعات علمي).   

فيزيک نوين

ميتوان گفت فيزيک نوين از 1895 با کشف پرتو ايکس توسط رونتگن آغاز شده است(ير، 1371، ص 419). فيزيک را به اين علت به دو قسمت فيز يک کلاسيک و فيزيک نوين تقسيم کرده اند که اتفاق هاي بزرگي در قرن بيستم روي داد که از مهم ترين رويدادهاي انقلابي ميتوان تئوري کوانتوم و نسبيت را نام برد.

الف. کوانتوم

ماکس پلانک، فيزيکدان آلماني، مفهوم کوانتومي بودن تابش را در سال 1900 مطرح کرد. طبق اين نظريه تابش از بسته هاي کوچک انرژي تشکيل شده است که اين بسته هاي انرژي را کوانتوم ناميد. کوانتوم ها حاوي انرژي هستند و مقدار انرژي آن ها با طول موج تابش رابطه عکس دارد و از آنجايي که فرکانس با طول موج رابطه عکس دارد، بنابراين انرژي کوانتوم با مقدار فرکانس تابش رابطه مستقيم دارد(آسيموف، 1362،ص 396).

 

اين نوع ادراک يعني وجود انرژي که بصورت ذره صادر ميشود، فکر بسيار تازه و در عين حال مخالف با اصول فيزيک و قوانين موجود بود، بطوريکه فيزيکدانان حيرت زده به مخالفت برخواستند(روسو،1378،ص 806). با وجود اين ، اين تئوري کوانتوم بود که بعدها از طريق آن بسياري از مشکلات فيزيک کلاسيک، از جمله پديده فوتوالکتريک و طيف گسيلي حل شد.

الف_1. توضيح پديده فوتوالکتريک

در سال 1905 در پي مقالاتي که انيشتين در مجله سالنامه فيزيک منتشر کرد، وي توانست پديده فوتو الکتريک را با استفاده از تئوري کوانتوم پلانک توضيح دهد. طبق توضيح اينشتين، براي آنکه الکتروني بتواند انرژي کافي جذب کند تا از سطح فلز جدا شود، بايد با کوانتومي برخورد کند که انرژي معيني داشته باشد. به اين ترتيب اگر پيوند الکترون با اتم چندان محکم نباشد، حتي نور قرمز ميتواند آن را از اتم جا کند و هنگاميکه انرژي زيادي براي جدا کردن الکترون لازم باشد، فوتون هايي که طول موج تابش آن ها بلندتر است، نمي توانند الکترون ها را جدا کنند(شکل3). افزايش شدت تابش فقط تعداد فوتون ها با انرژي کم را افزايش مي دهد، هرچند در کل انرژي زيادي تابش مي شود، ولي براي رخ دادن پديده فوتوالکتريک براي هر الکترون فقي يک فوتون لازم است، آن هم با انرژي اي که بتواند به تنهايي الکترون را از قيد هسته رها سازد(آسيموف،1362 ،ص 398: گاموف،1345،ص 270_280). در حاليکه در فيزيک کلاسيک چون به کوانتومي بودن انرژي اعتقاد نداشتند، فکر مي کردند با افزايش شدت تابش، پديده فوتو الکتريک بايد با هر طول موجي رخ دهد. انيشتين به سبب توضيح اين پديده(نه به سبب تئوري نسبيت) توانست در سال 1922 جايزه دير هنگام نوبل 1921را از آن خود کند(اطلاعات علمي).

شکل3. پديده فوتو الکتريک

الف_2. ماهيت نور و فرض اتر

همانطور که گفته شد، فيزيک کلاسيک نه مي توانست خاصيت ذره اي نور را قبول کند و نه مي توانست فرض اتر را با وجود آن همه مشکل رد کند. باز هم اين اينشتين بود که با استفاده از تئوري کوانتومي پلانک توانست اين مسئله را حل کند. اينشتين با پذيرفتن تئوري پلانک، خاصيت ذره اي نور را که توسط نيوتون مطرح شده بود، دوباره زنده کرد(روسو،1378،ص 807). وي نشان داد تابش هم خاصيت ذره اي دارد و هم خاصيت موجي. به اين صورت که در بعضي شرايط خواص دانه اي و در شرايط ديگر خواص موجي آن ظاهر مي شود. چگونگي تابش با در نظر گرفتن اين خصوصيت دوتايي، به نحو رضايت بخشي قابل توجيه است، حال آن که هر يک از خواص موجي يا ذره اي نور، به تنهايي نمي توانستند آنرا بخوبي توجيه کنند(آسيموف، 1362 ،ص 399). بنابراين ديگر نيازي به پذيرش اتر نبود، در واقع انيشتين نشان داد که مفهوم اتر کاملا زائد است(اطلاعات علمي).

الف_3. توضيح طيف گسيلي و جذبي عناصر

نيلز بور در سال 1913 براي اولين بار نظريه کوانتومي پلانک را در مورد ساختار اتم بکار برد. طبق نظريه اتمي بور، الکترون ها روي مدار دايره اي با شعاع معين حرکت مي کنند و انرژي آن ها در هنگام حرکت ثابت مي ماند و تابشي گسيل نمي شود. الکترون هاي مدارهاي مختلف هر کدام انرژي خاص خود را دارند و فقط هنگاميکه از يک حالت مانا به حالت ماناي ديگر با انرژي کمتر منتقل مي شوند، فوتوني گسيل مي کنند که انرژيش درست برابر با اختلاف انرژي اين دو تراز است و چون انرژي تابش گسيل شده منحصر به فرد است، طبق رابطه پلانک، تابش گسيل شده طول موج منحصر به فرد دارد و به اين ترتيب هر اتم طيف گسيلي خاص خود را دارد(شکل4). برعکس، اگر الکتروني بخواهد به تراز انرژي بالاتر منتقل شود، بايد فوتوني جذب کند که انرژيش دقيقا برابر با اختلاف انرژي اين دو تراز انرژي باشد. هرچند نامنظمي هايي در اين مورد وجود داشت، با وجود اين بور توانست توضيح قابل قبولي براي توضيح طيف گسيلي و جذبي ارائه دهد(ير،1371، ص 448_450).

شکل4. توضيح بور در مورد طيف گسيلی

ب. نسبيت

ب _1. نسبيت خاص

در سال1905 در مدت کمتر از هشت هفته، اينشتين سه مقاله تاريخ ساز به مجله سالنامه فيزيک فرستاد که مقاله سوم در مورد نسبيت  بود(رزنيگ،1363 ،ص 41).

براي توضيح نسبيت مجبوريم به سال1887 برگرديم، زماني که آلبرت مايکلسون و دستيارش، ادوارد مورلي مهم ترين آزمايش طول تاريخ علو را انجام دادند. طرح آزمايش مدت ها پيش ريخته شده بود ولي ابزاري براي انجام آزمايش وجود نداشت. مايکلسون با اختراع دستگاه تداخل سنج توانست اين آزمايش را عملي کند. وي براي تعيين حرکت مطلق زمين فرض کرد که اتر ساکن و زمين در حال حرکت است. طبق قوانين فيزيک کلاسيک، سرعت نور بايد در جهات مختلف متفاوت باشد، زيرا منبع نور در حال حرکت است. نتايج آزمايش نشان داد سرعت نور بدون توجه به حرکت زمين در تمام جهات يکسان است!

در سال 1893 فيتز جرالد توضيح کاملا جديدي در مورد منفي بودن آزمايش مکايکلسون_مورلي ارائه داد. وي نظر داد هر جسمي در امتداد حرکت خود منقبض مي شود و مقدار انقباض بستگي به سرعت جسم دارد. بر طبق اين تعبير چنين برمي آيد که طبيعت همواره اثري توليد مي کند که هرگونه اختلافي را که ممکن است در تشخيص حرکت مطلق موثر باشد، خنثي مي کند. اين پديده خنثي کننده به انقباض فيتزجرالد موسوم است. جرالد معادله اي براي اين پديده تنظيم کرد(آسيموف،1362 ،ص 393).

هندريک آنتوان لورنتس، فيزيکدان هلندي، نشان داد که اگر ذره اي باردار در حجم کوچک متراکم شود، جرم آن افزايش پيدا مي کند. معادله افزليش جرم لورنتس بسيار شبيه معادله انقباض طول فيتز جرالد بود. اثر طول فيتزجرالد و اثر جرم لورنتس به قدري با هم ارتباط داشتند که معادلات آن ها غالبا با يکديگر و به نام معادلات " لورنتس_فيتزجرالد" بيان مي شدند(آسيموف،1362 ،ص 393_394).

اگر امکان اندازه گيري انقباض فيتزجرالد وجود نداشت، در عوض اثر جرم لورنتس بصورت غيرمستقيم، قابل اندازه گيري بود. نسبت بار الکترون به جرم آن را مي توان با بررسي ميزان انحراف آن در يک ميدان مغناطيسي محاسبه کرد. وقني که سرعت الکترون افزليش ميابد، جرم آن زياد خواهد شد، اما دليلي وجود نداردکه تصور کنيم بار آن نيز افزايش ميابد. بنابراين نسبت بار به جرم افزايش ميابد و ميزان اين افزايش از طريق انحراف الکترون در ميدان مغناطيسي مشخص مي شود. تا سال 1900 کوفمان، فيزيکدان آلماني نشان داد که اين نسبت با سرعت چنان افزايش ميابد که بوسيله معادلات لورنتس_فيتزجرالد پيش بيني شده بود. اندازه گيري هاي دقيق تر بعدي نشان داد که اين استدلال کاملا درست است(آسيموف،1362 ،ص 394).

با اين مقدمه به تئوري نسبيت اينشتين مي پردازيم. نظريه وي در سال 1905 مطرح شد بر دو فرض استوار است:

1.قوانين فيريک در تمام دستگاههاي لَخت يکسان هستند.

2.سرعت نور در خلاء ثابت و برابرCاست(رزنيگ،1363 ،ص36).

انيشتين با اين دو فرض معادلات لورنتس_فيتزجرالد را نتيجه گرفت، البته فرض بر اين است وي در جريان کارهاي لورنتس و فيتزجرالد نبوده است(رزنيک، 1363 ،ص 41). وي نشان داد که افزايش جرم بر اثر سرعت، که لورنتس تنها آن را در مورد ذرات باردار صادق مي دانست، در باره هر جسم از هر نوعي که باشد درست است(آسيموف، 1362 ،ص 399). يکي از نتايجي که انيشتين از معادله لورنتس گرفت، معادله اي است که شايد بتوان آن را يکي از مشهورترين معادلات علمي همه اعصار دانست: e=mc2

همين معادله بود که براي نخستين بار نشان داد که جرم را مي توان بصورت انرژي نمايش داد. انيشتين با ادامه دادن به کارخود نشان داد که اين معادله نه تنها براي افزايش جرم ناشي از حرکت، بلکه براي هر جرمي صادق است(آسيموف، 1362، ص 534_535). اينکه گفته مي شود رابطه جرم و انرژي انيشتين مبناي اختراع بمب هسته اي بوده، کاملا نادرست است. نقش اينشتين در پيدايش بمب هسته اي نامه اي بوده است که به پرزيدنت روزولت، رئيس جمهور امريکا نوشت و آن نامه بخاطر شخصيت و نفوذ علمي اينشتين، پروژه منهتن را درباره ساخت بمب هسته اي به جريان انداخت(گاموف،1345، ص 227_228). ساخت بمب هسته اي در "لوس آلاموس" به سرپرستس فيزيکدان امريکايي"رابرت اپنهايمر" صورت گرفت. آزمودن چنين وسيله اي در مقياس کوچک ناممکن بود. بمب يا بايد بالاي اندازه بحراني باشد و يا اصلا نباشد و در نتيجه اولين بمب براي آزمايش منفجر شد که نيروي انفجار برابر20هزارtnt آزاد کرد(شکل5). دو بمب ديگر هم تهيه شد که در 1945 در جريان جنگ جهاني، اولي روي هيروشيما و دومي روي ناکازاکي در ژاپن انداخته شد. با بمباران هيروشيما جهان ناگهان به خود آمد، 160هزار کشته در يک روز وجدان خفته فيزيکدانان را بيدار کرد. اپنهايمر مسئول پروژه بمب و ديگران از شدت عذاب وجدان لب به اعتراض گشودند و به زندان افتادند. انيشتين اعلام کرد که اگر روزي بخواهم دوباره به دنيا بيايم، دوست دارم يک لوله کش بشوم، نه يک دانشمند(شفيعي، اطلاعات علمي).

 

شکل.5

بالا، بمب اتم

پایین، انفجار بمب اتمی

 

نظريه او به اين دليل نسبيت ناميده مي شود که نشان مي دهد فقط سرعت هاي نسبي اهميت دارند. زيبايي و سادگي اين نظريه بسياري از دانشمندان و فيلسوفان را متقاعد کرد، اما مخالفان زيادي نيز وجود داشتند. انيشتين دو مفهوم مطلق از علم قرن نوزدهم را برانداخت: سکون مطلق که اتر نشانگر آن بود، و زمان مطلق که تمام ساعت ها آن را اندازه مي گرفتند(هاوکينگ[12]، اطلاعات علمي).

يکي از جنبه هاي نسبيت که هنوز سبب بحث در ميان فيزيکدانان مي شود، تصور اينشتين در مورد کند شدن ساعت هاست. بنا به گفته اينشتين، ساعتي که حرکت مي کند آهسته تر از ساعت ساکن کار مي کند. در واقع همه پديده ها که تابع زمان هستند، در هنگام حرکت آهسته تر صورت مي گيرند. اثر مربوط به زمان بيشتر از اثر مربوط به طول و وزن آشفتگي بوجود آورد. اگر جسمي به نصف طول خود برسد و سپس به حالت عادي برگردد، اثري بر جا نمي گذارد تا بتوان اين تغيير موقتي را آشکار کرد. اما در مورد زمان مسئله پيچيده تر است. زمان براي ساعت هاي در حال حرکت کندتر مي گذرد، بنابراين ساعت هاي در حال حرکت کندتر کار مي کنند و وقتي که به حال سکون برمي گردند، هرچند گذشت زمان برايشان عادي مي شود ولي آن ها مقداري از ساعت هاي ساکن عقب مانده اند(آسيموف، 1362، ص 401).

پيوستار چهار بعدي فضا_زمان

در سال 1908، هرمان مينکفسکي که زماني درپلي تکنيک زوريخ استاد رياضي اينشتين بود، کشف کرد که آن چه نسبيت خاص مي گويد در واقع اين است که فضا زمان موجوديت مستقلي ندارند. آنچه موجوديت مستقل دارد چيزي است که مينکفسکي آن را فضا زمان ناميد. مينکفسکي در واقع براي نسبيت خاص يک تعبير هندسي کشف کرد و آن هم اينکه فضا زمان يک پيوستار چهار بعدي است و ساختار اين پيوست ها تعميمي است از چيزي که هندسه اقليدسي مي ناميم(اطلاعات علمي).

ب_2. نسبيت عام

تئوري نسبيت خاص اينشتين با گرانش ارتباطي نداشت. اين موضوع در تئوري نسبيت عام که در سال 1915 انتشار يافت، مطرح شد. در تئوري نسبيت عام تصور مربوط به گرانش بطور کامل تغيير يافت و اصلاح شد. در اين تئوري بجاي آنکه گرانش را نيروي ميان دو جسم به حساب آورند، خاصيتي از فضا مي شمارند. فضا به سبب وجود ماده انحنا پيدا کرده است و گفته مي شود که اجسام در ميان منحني ها به دنبال خط کمترين مقاومت هستند( آسيموف، 1362، ص ). در واقع اينشتين با استفاده از هندسه ريماني که همراه دوست رياضي پيشه اش، مارسل گرسمان(که اينشتين پايان نامه دکتريش را در سال 1905 تقديم او کرده بود) آموخته بود، معادلاتي بدست آورد که به معادلات اينشتين معروفند، وي با حل اين معادلات نشان داد که وجود جرم و انرژي فضا زمان را مي خماند. وي در آزمايش هاي خيالي خود از اصلي استفاده کرد که طبق آن اصل اگر در آزمايشگاهي در حال سقوط باشيم، به هيچ وجه نمي توانيم به وجود گرانش پي ببريم. يعني آزمايشگاهي که روي زمين ساکن است با آزمايشگاهي که با شتاب 9.8 متر بر مجذور ثانيه در حال حرکت است، هم ارزند. به اين صورت که قوانين فيزيک کلاسيک در هر دو آزمايشگاه نتايج يکساني دارد. انيشتين فهميد که کليد نظريه نسبيتي گرانش همين اصل هم ارزي است. با استدلال هايي که نبوغ از آن ها مي بارد، انيشتين از اين اصل چند نتيجه گرفت:

1.     نوري که از زمين به بالا فرستاده شود، در ارتفاعات بالاتر طول موجش بيشتر مي شود.

2.     ساعت ها در نزديکي سطح زمين کند تر از ساعت هايي که در ارتفاعات بالاتر هستند، کار مي کنند.

3.     پرتو نوري که از کنار يک جسم سنگين مي گذرد، کمي خم مي شود(اطلاعات علمي).

بعد از انتشار تئوری نسبیت، آزمایش های زیادی در جهت رد این نظریه صورت گرفت که در زیر به برخی از این آزمایش های مهم اشاره شده است:

بزرگ ترين پيروزي قانون گرانش نيوتون در سال 1846 بدست آمد. سياره اورانوس که در سال 1871 کشف شد، مدار مختصر نا منظمي به دو.ر خورشيد داشت. نيم قرن مشاهده ثابت کرد که اشتباهي رخ نداده است. اختر شناسان نظر دادند که سياره کشف نشده ديگري مي بايست وجود داشته باشد که بر سياره اورانوس نيرو وارد کرده و موجب اين نا منظمي مي شود. جان آدامز انگليسي و لووريه فرانسوي موقعيت اين سياره را بر مبناي تئوري ها نيوتون محاسبه کردند. در سال 1846 يوهان گوتفريت گاله، اختر شناس آلماني، تلسکوپ خود را به طرف نقطه اي که لووريه نشان داده بود، متوجه کرد و با اطمينان وجود سياره جديدي را که از آن پس نپتون ناميده شد، اعلام داشت. پس از کشف اين سياره قوانين نيوتون به اوج خود رسيد و تصور مي شد هيچ چيزي نمي تواند آن را متزلزل سازد(آسيموف ،1362، ص 403).

مشاهداتي که اخترشناسان در مورد سياره عطارد داشتند، نشان مي داد که حضيض اين سياره همواره در حال تغيير است يعني عطارد هنگام گردش به دور خورشيد، هيچ گاه دو بار از يک مسير عبور نمي کرد. لووريه با مشاهده اين انحراف نظر داد که ممکن است اين انحرافات در اثر سياره کوچک کشف نشده اي باشد که از عطارد به خورشيد نزديک تر است. اختر شناسان مدت ها به جستجوي چنين سياره اي مشغول بودند و بسياري از آن ها کشف چنين سياره اي را اعلام داشتند و حتي نام آن را هم وولکان ناميدند. بعدها معلوم شد همه اين گزارش ها اشتباه بوده و عاقبت بر عدم وجود وولکان توافق شد. سرانجام تئوري نسبيت عام اين مشکل را حل کرد. محاسبات به عمل آمده در مورد عطارد کاملا با مشاهدات صورت گرفته شده تطبيق مي کرد. علاوه بر اين محاسباتي که در مورد تغيير مکان حضيض زهره به عمل آمد با مشاهدات کاملا تطبيق مي کرد. علاوه بر اين ها تئوري اينشتين دو پديده را پيش بيني مي کرد که با مشاهدات نجومي که بعدها صورت گرفت، کاملا سازگار بود. يکي اين که ميدان گرانشي شديد سبب کند شدن ارتعاشات اتم ها و تغيير مکان خطوط طيفي به طرف قرمز مي شود. تحقيق پيش بيني دوم اهميت بيشتري داشت، بر طبق تئوري وي، اشعه نور در ميدان گرانش خم مي شود(آسيموف، 1362، ص 404).

در سال 1958 موسبوئر نشان داد که در برخي شرايط يک بلور مي تواند دسته اشعه گاما با طول موج کاملا معيني توليد کند و بلور مشابه فقط مي تواند اشعه گاما را با اين طول موج معين جذب کند. بنابراين اگر طول موج اشعه گاما، اندکي تغيير کند، بلور مشابه نمي تواند آن را جذب کند. بر طبق تئوري نسبيت عام، هرگاه اشعه گاما به طرف پايين صادر شود، بر اثر سقوط مقداري انرژي بدست مي آورد و طول موج آن کوتاه تر مي شود و بلوري که آن را جذب مي کرد، ديگر نمي تواند آن را جذب کند. با استفاده از اين مفاهيم در سال 1960 آزمايشاتي صورت گرفت و تئوري نسبيت عام را کاملا تاييد کرد(آسيموف، 1362، ص 406).

انيشتين از آزمايش هاي خيالي استفاده مي کرد و جالب تر از همه اينکه روشي براي آزمايش در جهان خارج پيدا مي کرد که اين آزمايش ها توسط ساير دانشمندان صورت مي گرفت. آزمايش خم شدن نور در گرانش هاي شديد، تقريبا غير ممکن بود ولي اينشتين  توانست براي اين منظور آزمايشي طراحي کند. اين آزمايش توسط آرتور ادينگتون در خورشيد گرفتگي سال 1919 صورت گرفت. اين آزمايش درستي خم شدن نور در گرانش هاي شديد را ثابت کرد و پيروزي ديگري براي اينشتين رقم زد. اما نسبیت عام هم مثل تمام نظريه های ديگر دچار ضعف شد. به اين ترتيب که در سال 1961، رابرت هنري ديک، فيزيکدان امريکايي، مفهوم بسيار پيچيده اي را مطرح کرد که خود آن را تئوري تانسور اسکالر ناميد. در اين تئوري گرانش، آنطور که اينشتين بيان کرد يک اثر هندسي نبود، بلکه ترکيبي بود از دو ميدان با ويژگي هاي متفاوت. هر دو تئوري پديده ها را آن چنان شبيه به هم پيش بيني مي کردند که از يکديگر قابل تشخيص نبودند. در تابستان 1966، هنري ديک کروي بودن خورشيد را اندازه گيري کرد و با دقت فراوان اعلام داشت که در خورشيد برجستگي استوايي وجود دارد. اين برجستگي مي توانست 8درصد از تغيير مکان حضيض عطارد را توضيح دهد و در نتيجه انطباق کامل آن با تئوري نسبيت عام از بين مي رود. به اين طريق، تئوري اينشتين تضعيف شد اما تئوري ديک هم به نتيجه اي نرسيد. از طرف ديگر هر دو تئوري پيش بيني مي کردند که سرعت امواج نور هنگامي که از کنار يک جسم سنگين عبور مي کنند کاهش پيدا مي کند، اما درجه کاهش سرعتي که اين دو تئوري پيش بيني مي کردند متفاوت بود. در سال 1970، آزمايشاتي در مورد تغيير سرعت امواج راديويي هنگام عبور از نزديکي خورشيد صورت گرفت. آن طور که گزارش ها نشان دادند نتيجه ها به پيش بيني تئوري اينشتين نزديک تر بود تا به تئوري ديک(آسيموف، 1362، ص 406_407).

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

منابع

1.      آسيموف، آيزاک. در جهان علم. ترجمه هوشنگ شريف زاده.- تهران: دکتر فاطمي، 1362.

2.      اهانيان، هانس سي. فيزيك نوين. ترجمه دكتر جلال الدين پاشايي راد، بهرام معلمي.-تهران: كتاب ماد، 1372.

3.      اينشتين، آلبرت؛ اينفلد، لئوپولد. تكامل فيزيك. ترجمه احمد آرام.-تهران: خوارزمي، 1361.

4.      چندين مقاله از نشريه اطلاعات علمي

5.      رزنيک، رابرت. آشنايي با نسبيت خاص. ترجمه جعفر گودرزي.- تهران: مرکز نشر دانشگاهي، 1362.

6.      روسو، پي ير. تاريخ علم. ترجمه حسن صفاري.-تهران: اميركبير، 1378.

7.      سارتن، جورج. تاریخ علم، علم قدیم تا پایان دوره طلایی یونان. ترجمه احمد آرام.- تهران: امیرکبیر، 1346.

8.      سارتون، جورج. مقدمه بر تاریخ علم. ترجمه غلامحسین صدری افشار.- تهران: وزارت علوم و آموزش عالی، 1353. ج. 1و 2.

9.      گاموف، جورج. سرگذشت فيزيك. ترجمه رضا اقصي.-تهران: پيروز، 1345.

10. معتمدی، اسفندیار. فیزیک و نام آوران آن.- تهران: فاطمی، 1363.

11. ير، دامپي. تاريخ علم، ترجمه عبدالحسين آذرنگ.- تهران: سمت، 1371.

 

فهرست منابع تصاوير

تصوير1.

 physics1385.blogfa.com

تصوير2.

 http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/4/48/PH_A_F_E_02.jpg

تصوير3.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/6/69/PH_A_F_E_03.jpg

تصوير4.

 http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/0/0d/mch0039a.jpg

تصوير5.

http://www.chemistryland.com/ElementarySchool/BuildingBlocks/AtomicBomb500.jpg

 

 

 

 

 

راه عشق

v  آنكه در خرد مي زيد، خويشتن را در همه و همه را در خويشتن مي بيند.

 

v  در توانايي هاي ما هيچ محدوديتي وجود ندارد.

 

v  حس چشايي نه در زبان كه در مغز است.

 

v  بايد ياد بگيريم چگونه به جنبه نيك وجود آدميان پي ببريم و به قلب آنها راه يابيم.

 

v انسان نمي تواند در حوزه اي از زندگاني خود به درستي و صداقت عمل كند در حاليكه در ساير حوزه هاي زندگي اش آلوده نادرستي هاست. زندگي، واحدي تجزيه ناپذير است.

 

v  تجربه به گاندي ثابت كرد منشور وظايف بشر بسيار مهم تر از منشور حقوق اوست.

 

v  براي ايجاد دگرگوني در ديگران ابتدا بايد خود را دگرگون كنيم.

 

v انسان براي مبارزه خلق شده است و چاره اي جز آن ندارد. هريك از خواسته هايش او را به پيكار مي كشاند، اما او مجاز است كه چگونگي مبارزه و طرف مبارزه اش را خود برگزيند، ‌هم مي تواند خشم خود را معطوف ديگران كند و هم مي تواند آنرا معطوف وجود خود خواه و خشمگين كند كه در درون دارد. او مي تواند از دستانش هم براي زدن ديگران استفاده كند و هم براي زدودن اشك از چهره آنها، ‌اين يعني فراخوان انسانها به مبارزه.

 

v اول مي گوييم من مي خواهم مبارزه كنم، بعد خواهيم گفت قصد دارم در اين مبارزه پيروز شوم و در انتها از طرف مبارزه مان هم كمك مي گيرم.

 

v  عدم وقوع چيزي در گذشته به اين معني نيست كه در آينده نيز به وقوع نمي پيوندد.

 

v اين تصور كه رسيدن به هدف به دليل سخت بودن راه نا‌ممكن است با روح عصر ما سازگاري ندارد. البته در اين راه عشق، بردباري و توانايي بخشودن لازم است.

 

v  شادماني نه در پيروزي كه در مبارزه و تلا ش و رنج حاصل از آْن نهفته است.

 

v  هرگز به رقباي خود كمك نكرده ام جز آنكه در همان حال به خود و همكاران خود كمك كرده ام.

 

v اگر مي خواهيدشجاعان را بيابيد كساني را جستجو كنيد كه قادر به بخشودنند و اگر مي خواهيد قهرمانان را بيابيد كساني را بجوييد كه قادر ند در مقابل نفرت، عشق بورزند.

 

v  قدرت از توانايي جسمي ناشي نمي شود بلكه از اراده راسخ و استوار نشأت مي گيرد.

 

v  عشق تمام و كمال، ترس را زايل مي كند.

 

v  هيچ گاه با نفرت نمي توان نفرت را زدود، نفرت با عشق زدوده مي شود. اين قانوني تغيير‌ناپذير است.

 

v اميرالمؤمنان علي(ع) عدم خشونت شجاعان را داشت زيرا در حالي مُرد كه لبانش دعاي قاتلش را مي گفت و ياد خدا و آگاهي از حضور زنده او در قلبش آكنده بود.

 

v هدف همواره از ما دور مي شود و هرچه به پيشرفت هاي بزرگتري نائل آييم بيشتر به بي ارزشي خود پي مي بريم. شادماني در تلاش نهفته است نه در دستيابي به هدف، ‌تلا ش تمام و كمال عين پيروزي است.

 

v منظور از چشم پوشي اين است كه مادام كه انگيزه تان پاك و راهتان صحيح است نبايد نگران رسيدن يا نرسيدن به نتيجه مطلوب را به دل راه دهيد، ‌حقييقتا اگر از راه هاي درست تخطي نكنيد و بقيه را به خدا واگذاريد در پايان كار نتايج مطلوب خود به سوي شما خواهد آمد.

 

v  كسي كه نگران نتايج كارش است هدف را نمي بيند و تنها دشمن و موانع كار به چشم او مي آيد.

 

v  چشم پوشي دلمردگي يا بي اعتنايي نيست بلكه پيش نياز درگير شدن فعالانه در مسائل است.

 

v مگر انجام همه كارهاي بزرگ و باارزش دشوار نيست؟ اما به لطف و رحمت خدا حتي دشوارترين كارها نيز اگر مصمم به انجامش باشيم سهل و ساده خواهد شد.

 

v كاري را كه بايد انجام دهي انجام بده، ولي از نتيجه اش چشم بپوش– خود را از چنبره نتايج  وارهان و كاركن– سوداي پاداش نپروران و كارت را پي بگير.

 

v گاهي ساده ترين چيزها به نظر ما دشوارترين كارها مي نمايد ولي اگر دل‌هاي ما باز باشد هيچگاه به مشكل برنمي خوريم.

 

v ذهن خود را در هرشرايطي قرص و منظم كنيد، آنگاه هرجا كه قدم گذاريد هيچ عاملي نمي تواند از هدفي كه رو به آن داريد بازتان دارد. پس در اين صورت مي‌تواند خود را آزاد بناميد.

 

v هنگامي كه عشق آنقدر كه بايسته است عميق شد همه تعلقات خودخواهانه رخت برمي‌بندند و در پي آن احساس هاي ناامني و ناكامي و نااميدي همه محو مي شود.

 

v  تا زماني كه نهايت كوشش خود را به خود را به كار مي گيريد سخن گفتن از شكست باطل است.

 

v  عشق هيچگاه مطالبه نمي كند، ‌همواره نثار مي كند.

 

v  عاشق همواره رنج مي برد و هرگز آزرده نمي شود

.

 برگرفته از کتاب راه عشق: داستان تحول روحي ماهاتما گاندي نوشته اکنات ايسواران ترجمه شهرام نقش تبريزي

 

 

در پايان از دوست محترمي که زحمت تايپ اين متن را کشيدند تشکر مي کنم

دانشگاه تهران

دانشکده روانشناسي و علوم تربيتي

گروه آموزشي کتابداري و اطلاع رساني

نقش عملگرهاي بولي در بازيابي اطلاعات در موتورهاي جستجو

مربوط به درس : آيين نگارش

استاد : دکتر عباس حرّي

تهيه کننده : بهروز رسولي

نيمسال دوم 86-1385

  مقدمه

    رشد چشمگير اينترنت و گسترده شدن روزافزون آن و رشد نظام هاي کامپيوتري بازيابي اطلاعات ، خصوصاً در سه دهه ي گذشته ، باعث شده است که بانک ها و پايگاه هاي اطلاعاتي روز به روز بيشتر شوند و به همين نسبت بر جويندگان اطلاعات و استفاده کنندگان از اينترنت اضافه شود (شيري ، 1375 ، 101 ) .

    "بديهي است که جستجوگر هميشه به جستجوي تکواژه اي بسنده نمي کند .به طور طبيعي هر جستجوکننده اي مي خواهد تعداد اقلام بدست آمده از جستجويي تکواژه اي را با جستجويي چند واژه اي محدود کند يا اساساً نوع نياز کاوشگر به گونه اي است که مجبور به استفاده از جستجوي چند واژه اي يا پيچيده تر است "( اکبري نژاد ، 1371 ، 64 ).

    کسي که در جستجوي اطلاعات است و تخصصي در اين کار ندارد ابتدا جستجوي خود را با مسايل کلي تر آغاز مي کند و موتور جستجوي مورد استفاده نيز فهرستي از اطلاعاتي که آن کلمه در آنها وجود دارد را براي کاوشگر نمايه مي کند . در اين روش ممکن است که کاوشگر به طور دلخواه نتواند به اطلاعات مورد نياز خود دست يابد و اين نياز باعث مي شود که کاوشگر به راه هاي گوناگون براي رسيدن به اطلاعات مورد نياز و دلخواه فکر کند و راهي مناسب بيابد .

    روش عمومي، که در بالا توضيح داده شد ، تا زماني که صحبت هزينه به ميان نيامده است فرق چنداني با روش تخصصي ندارد اما زماني که صحبت هزينه به ميان مي آيد کاوشگر به طور تخصصي تري به دنبال اطلاعات مورد نيازخود در اينترنت مي گردد ، البته با اضافه شدن عنصر مهمتر يعني زمان بر عنصر هزينه اين امر بايد بيشتر مورد برسي قرار گيرد (شيري ، 1375 ، 102 ) .

    " جورج بول ، رياضي دان انگليسي ، در سال 1847 م . منطق رياضي را ارائه کرد که امروزه اساس بازيابي اطلاعات و همچنين ابزارهاي کاوش اينترنت است . از طريق منطق بول مي توان مفاهيم مختلف ( کليدواژه ) را به منظور گسترش دادن يا محدود کردن دامنه جستجو با يکديگر ترکيب کرد و به نتايج دقيق تر و مرتبط تري در يک پايگاه اطلاعاتي دست يافت "(کوشا ، 1381 ، ).

    با انجام دادن برخي عمليات بولي مي توان زمان و هزينه کمتري صرف جستجو کرد و از دسترسي دقيق تري به نياز اطلاعاتي برخوردار شد . در اين مقاله سعي شده است که عملگرهاي بولي تا حد امکان مورد برسي قرار گيرند .

    برترين موتور هاي جستجو

    در اينجا تعدادي از برترين موتور هاي جستجو معرفي مي شوند شايد فکر کنيد با وجود موتور هاي جستجويي همانند گوگل ديگر احتياج به استفاده از موتور هاي جستجوي مختلف نمي باشد ولي اين تفکر باعث محدود شدن شما مي شود چون هيچ موتور جستجويي حتي گوگل نمي تواند ادعا کند که همه صفحات وب را در خود جاي داده است بنابراين براي پيدا کردن موضوع خود سعي کنيد از موتور هاي جستجوي ديگر هم استفاده کنيد.و لذت ببريد. http://www.atalebi.com/articles/show.asp?ID=254)

     

• http://www.yahoo.com 

• http://www.google.com

• http://search.msn.com 

• http://www.altavista.com 

 

• http://infotiger.com

• http://www.mrwordsmith.com 

• http://www.web-search.biz 

• http://www.atopqualitysite.com 

• http://www.abcsearchengine.com 

• http://www.about.com 

• http://www.aeiwi.com 

• http://www.allacademic.com 

• http://www.allsearchengines.com 

• http://search.aol.com 

• http://www.asque.com/atlasnav 

• http://www.azoos.com  

• http://www.betabuck.com 

• http://bidsmart.looksmart.co.uk 

• http://www.blackworld.com 

• http://www.bcig.com 

• http://www.boxmind.com 

• http://www.businesscenterforme.com 

• http://www.click4choice.com 

• http://www.clickla.com 

• http://www.completeplanet.com 

• http://www.cyberwebsearch.com 

• http://www.digital-librarian.com 

• http://www.egosurf.com 

• http://EncycloZine.com 

• http://www.espotting.com 

• http://www.excite.com 

• http://www.fetchdog.com 

• http://www.findwhat.com 

• http://www.flipper.com 

• http://www.galaxy.com 

• http://www.geoindex.com 

• http://www.globalwindows.com 

• http://www.guidebeam.com 

• http://www.heureka.hu 

• http://www.HoundDog.com 

• http://www.ibiblio.org 

• http://www.improvemysearch.com 

• http://www.invisibleweb.com 

• http://www.itlist.com 

• http://www.jumpcity.com 

• http://www.kartoo.com 

• http://www.keyword.com 

• http://www.lerra.com 

• http://www.linkmaster.com 

• http://www.thelist.fsworld.co.uk 

• http://www.luxpoint.lu 

• http://www.monsterseek.com 

• http://www.NationalDirectory.com 

• http://search.netscape.com 

• http://www.newatlantis.com 

• http://www.osr.co.uk 

• http://www.onekey.com 

• http://www.escotet.org 

• http://www.openfind.com 

• http://www.overture.com 

• http://www.peekaboo.net 

• http://www.pepesearch.com 

• http://www.webprowler.com 

• http://www.qaz.com 

• http://www.rdn.ac.uk 

• http://www.ropile.com 

• http://www.searchhippo.com 

• http://www.search-ink.com 

• http://www.searchgate.co.uk 

• http://www.searchlynx.com 

• http://www.selectsurf.com 

• http://www.sightquest.com 

• http://www.sitexplorer.com 

• http://www.solveyourproblem.com 

• http://www.splatsearch.com 

• http://www.startfree.com 

• http://www.surfpoint.com 

• http://www.surfy.com 

• http://www.theindex.com 

• http://www.thisisouryear.com 

• http://www.TrueSearch.com 

• http://www.usawebpages.com 

• http://www.viscaonline.com 

• http://www.webbieworld.com 

• http://www.webexhibits.com 

• http://www.webocracy.com 

• http://www.whatuseek.com 

• http://www.wisenut.com 

• http://www.worldwebdex.com 

• http://www.wz.com 

• http://www.xoron.com 

• http://www.zappo.com 

• http://www.zeal.com 

• http://www.zenzibar.com 

• http://www.smarter.com 

• http://www.aardvarktravel.net 

• http://www.aboutbootcamps.com 

• http://www.abrexa.co.uk 

• http://www.alexa.com 

 

عملگرهاي بولي

    در جستجوي بولي جستجوگر يک يا چند عبارت يه کلمه را با اعمال عملگرهاي بولي، که مهمترين آنها عبارتند از: AND ، RO ، و OT N ، با هم ترکيب مي کند و به جواب پرسش مورد نظر خود نزديک مي شود . عملگرهاي بولي به منظور محدود کردن يا گسترش دادن پرسش به کار مي روند . اغلب ابزارهاي کاوش وب امکان جستجو در پايگاه اطلاعاتي خود را از طريق عملگرهاي بول در اختيار قرار مي دهند ، البته بايد توجه داشت که در اغلب موتورهاي جستجو اين عملگرها فقط در صورتي در جستجو اعمال مي شوند که با حروف بزرگ تايپ شوند در غير اين صورت موتور هاي جستجو نتايج کاملاّ متفاوتي به ما مي دهند ، نظير ALTA ، VISTA EXITE ، و ....، به همين خاطر توصيه مي شود که عملگرهاي بولي با حروف بزرگ تايپ شوند ( کوشا ، 1381 ، 72 ).

1. AND ( ترکيب عطفي )

    "تقريباّ همه ي ابزارهاي کاوش وب عملگر AND را براي ترکيب کليدواژه هاي مختلف مورد حمايت قرار مي دهند " (کوشا ، 1381 ، 74 ).

    اين عملگر براي محدود کردن دامنه جستجو ، زماني که ما چند کليدواژه را با هم ترکيب مي کنيم ، به کار مي رود . هنگامي که ما دو کليدواژه را با هم بوسيله ي عملگر AND ترکيب مي کنيم ، موتور جستجو ابتدا تمام صفحاتي را که کليدواژه اول در آنها وجود دارد و نيز تمام صفحاتي را که کليدواژه دوم در آنها قرار دارد را زير نظر مي گيرد و اکنون آن صفحاتي را که هم کليدواژه اول در آن است و هم کليدواژه دوم را براي جستجوگر روي صفحه ي نمايش نمايه مي کند و به اين ترتيب جستجو را تا حد امکان محدود مي کند ( اکبري نژاد ، 1371 ، 67 ) .

    براي روشن شدن اين عمل به يک مثال بسنده مي کنيم ؛ به عنوان مثال اگر به دنبال اطلاعاتي در مورد فرهنگ ايران هستيم براي بدست آوردن اطلاعات دقيق تر مي توان از اين عملگر استفاده کرد . ابتدا ما عبارت" Iran AND Calture" را در کادر جستجو¹ تايپ مي کنيم ، در مثال زير نتيجه ي جستجوي کليدواژه هاي Iran وeCaltur در عناوين سايت هاي وب به طور مجزا و نيز ترکيبي از آنها از طريق عملگر AND در موتور کاوش" northern light" نشان داده شده است (کوشا ، 1381 ، 73-74 ) .

    

    943 و60 Iran

    

     612 و 355 eCaltur

    

     256 Iran AND e Caltur

    همان طور که مشاهده شد تعداد صفحات با اعمال عملگر AND خيلي کاهش داد و ما را از نگاه کردن صفحات اضافي ، که حاوي اطلاعات مورد نياز ما نيستند ، بي نياز کرد . البته مي توان به جاي دوکليدواژه ، کليدواژه هاي بيشتري را از طريق عملگر AND با هم ترکيب کرد .

    چون ترکيب مفاهيم از طريق عملگر هاي بول معمولاّ بوسيله ي دياگرام ون نيز نشان داده مي شود لذا فورمول مورد جستجو را در قالب دياگرام ون نمايش مي دهيم .

دیاگرام ون

(قواعد استنتاج )

" اين عمل را ضرب دو مجموعه نيز مي نامند ، منظور از ضرب دو مجموعه ي A و B مجموعه اي است که عضوهاي آن هم عضو A و هم عضو B باشند " (موحد ، 1362 ، 33 ) .

    2 OR . ( ترکيب فصلي )

    اين عملگر برخلاف عملگر AND باعث گسترش دامنه ي جستجو و بازيابي اقلام اطلاعاتي مي شود . در اين روش هر يک از عبارات جستجو و يا چند مورد از آنها که در شرح جستجو هستند بايد در اقلام بازيابي شده وجود داشته باشند ، اما در عين حال وجود بيشتر از يکي از آنها ضروري نيست (لارج ، بيگدلي ، 1382 ، 172 ) . اين عملگر در واقع همان جمع منطقي است و با علامت"V" نشان داده مي شود (داورپناه ، 1376 ، 25 ) .

    به عنوان مثال با ترکيب کليدواژه هاي" Iran و Caltur" از طريق عملگر RO صفحات وبي بازيابي خواهند شد که در آنها کليدواژه هاي Iran ياeCaltur به کار رفته است ( کوشا ، 1381، 77 ) .

Iran 60 , 943

Calture 355 , 612

Iran RO Calture 416 , 299

    همان طور که مشاهده مي شود تعداد صفحات وبي که موتور جستجو براي ما نمايش مي دهد بيشتر مي شود .

    در اين مورد هم ابتدا موتور جستجو تمام صفحاتي را که کليدواژه اول و همچنين تمام صفحاتي را که کليدواژه دوم در آن وجود دارد را زير نظر مي گيريد و اکنون تمام مدارکي را که در مجموعه ي اول و يا در مجموعه ي دوم قرار دارد براي ما نمايه مي کند ( اکبري نژاد ، 1371 ، 67 ) .

    

    " اين عمل را جمع دو مجموعه نيز مي نامند و منظور از جمع دو مجموعه ، مجموعه است که عضوهاي آن يا عضو مجموعه يک و يا عضو مجموعه دو و يا عضو هر دو مجموعه باشد " (موحد ، 1362 ، 33 ) .

    3 . NOT

    اين عملگر همانند عملگر AND دامنه ي جستجوي صفحات وبي را محدود مي کند ، به گونه اي که هنگامي که از اين عملگر استفاده مي کنيم يک يا چند کليدواژه از جستجو حذف مي گردند ، در واقع اين عملگر قيد"نبايد" يا "بجز"را در افکار ما تداعي مي کند . از طريق اين عملگر مي توان فقط کليدواژه هايي را جستجو کرد که مد نظر ماست . (کوشا ، 1381 ، ).

    در بعضي از موتورهاي جستجو بجاي NOT عبارات ديگري نيز مي توان در جستجو اعمال کرد ؛ از جمله : without the words ، must not include ، و Exclude . نمونه ي بارز اين عبارات را مي توان در موتور جستجوي گوگل ² مشاهده کرد که بجاي NOT مي توان از without the words استفاده کرد (کوشا ، 1381 ، 78-80 ).

    در اين روش نيز موتور جستجو تمام صفحاتي را که کليدواژه ي اول و همچنين تمام صفحاتي را که کليدواژه ي دوم در آن قرار دارند را زير نظر مي گيرد و اکنون تمام مدارک و صفحاتي که در مجموعه ي اول هستند ولي به هيچ عنوان در مجموعه ي دوم نيستند را براي جستجوگر نمايه مي کند .

    " به عنوان مثال فرض کنيد به دنبال کليه ي اطلاعات مرتبط با آلودگي بجز مباحث مربوط به "آلودگي هوا " هستيد . فرايند کاوش را مي توان به اين ترتيب درپيش گرفت :

    Pollution NOT Air

    نتيجه ي کاوش کليدواژه ي Pollution به تنهايي و با استفاده از عملگر NOT براي حذف صفحات وبي که در آنها کليدواژه ي Air به کار رفته است ، در موتور کاوش " northern light" نشان داده شده است "( کوشا ، 1381، 79 ) .

    :

    Pollution 62 , 515

    Pollution NOT Air 37 , 393

    البته بايد توجه داشت که در بعضي از موتورهاي بايد بجاي NOT از عبارت NOT AND استفاده کرد ؛ مانند : "northern light" و " altavista "( کوشا ، 1381، 79 ) .

    به اين عمل تفريق دو مجموعه نيز گفته مي شود و منظور از ضرب دو مجموعه A و B ، مجموعه اي است که در آن مجموعه ي A وجود دارد منهاي مجموعه B (موحد ، 1362 ، 34 ) .

    جستجوي ترکيبي

    منظور از جستجوي ترکيبي ، جستجويي است که در آن دو يا چند عملگر بول با هم ترکيب مي شوند . اين روش يکي از مهمترين روش هايي است که مي توان که مي توان بوسيله آن جستجوهاي دقيق تري را انجام داد. در اين روش تعدادي از کليدواژه هايي را که مي خواهيم آنها جستجو کنيم را در کنار هم با اعمال عملگرهاي بولي در کادر جستجو تايپ مي کنيم "( کوشا ، 1381، 81-82 ) .

    براي انجام جستجوي ترکيبي بايد عملگرهاي بولي با يک نظم مشخصي در کنار هم قرار گيرند تا هيچ گونه ابهامي در عبارت جستجو براي موتور جستجو پيش نيايد و براي اين کار بايد از پرانتز استفاده کرد . براي فهميدن اين مطلب از مثال زير استفاده مي کنيم :

    هنگامي که ما عبارت Kent AND Apples OR Pears را جستجو مي کنيم چنين بنظر مي رسد ابتدا عملگر OR در جستجو اعمال مي شود بعد عملگر AND ، اما کامپيوترها اين طور تفسير نمي کنند ، به عبارت ديگر کامپيترها بر اساس قواعد عبارات را پردازش مي کنند . اگر عملگر AND قبل از عملگر OR پردازش شود ، در اين مثال رکوردهايي بازيابي مي شوند که هم عبارت Kent و هم عبارت Apples را در برگيرند و همچنين همه ي مواردي که عبارت earsP را در برگيرند ، بدون توجه به وجود يا عدم وجود کلمه ي Kent بازيابي مي شوند . هنگامي که پرانتز در عبارت اعمال شود يعني اين که يکي از عملگرها ، تا زماني که عملگر ديگر در جستجو اعمال مي شود ، ناديده گرفته شود بر اين اساس اگر عبارت فوق را چنين بنويسيم : Kent AND Apples OR Pears ، AND ناديده گرفته مي شود و ابتدا OR در جستجو اعمال ميشود (لارج ، بيگدلي ، 1382 ،172-174 ).

    البته بايد توجه داشت که تمام موتورهاي جستجو ، جستجوي ترکيبي از طريق پرانتز در اختيار قرار نمي دهند . به عنوان مثال" altavista" ، "northern light"، و" HotBo"t اين امکان را در اختيار قرار مي دهند اما برخي از موتورهاي جستجو نظير : "Google "و "Fast Search" اين امکان را براي جستجوگر فراهم نمي کنند . برخي از موتورهاي جستجو اين امکان را از طريق کادرهاي جستجوي جداگانه در اختيار قرار مي دهند ( بخش جستجوي پيشرفته ي موتور جستجوي"Fast Search" ) ( کوشا ، 1381، ) .

    جستجو از طريق عملگرهاي رياضي

    اغلب موتورهاي کاوش از نشانه هاي ديگري بجاي عملگرهاي AND ، OR ، و NOT استفاده مي کنند که به آنها عملگرهاي رياضي³ يا عملگرها تلويحي بول ⁴ گويند . عملگرها تلويحي بول عبارتند از :" +" و" _" . اين دو عملگر در موتورهاي جستجو به ترتيب بجاي AND و NOT بکار مي روند ولي در اين ميان براي OR هيچ عملگر رياضي وجود ندارد.

    دليل رواج اين نوع عملگرها مي تواند عوامل زير باشد :

• سهولت نوشتن ؛
• سهولت بخاطر آوردن ؛
• جلوگيري از ناهماهنگي در درج عملگرها با حروف بزرگ يا کوچک

    ( کوشا ، 1381، 81 ) . 

    عملگر +

    بسياري از موتورهاي جستجو استفاده از عملگر + را بجاي AND ممکن مي سازند . تنها تفاوتي که عملگر + با AND دارد اين است که بايد قبل از کليدواژه هي که ما مي خواهيم صفحات وب شامل آنها باشند عملگر + بدون فاصله درج شود .

    +Library+Librarian = Library AND Librarian

    همچنين در ميان دو يا چند کليدواژه که از طريق عملگر + با هم ترکيب شده اند بايد فاصله قرار بگيرد زيرا در برخي از موتورهاي جستجو ؛ نظير : " altavista" و "northern light" اگر اين عمل بدرستي انجام نشود نتايج کاملاّ متفاوتي بدست مي آيد . ( کوشا ، 1381، 82 ) .

    عملگر _

    کاربرد عملگر _ درست مانند عملگر + است و در اکثر موتورهاي جستجو مي توان از آن استفاده کرد ، بجز موتور جستجوي Look Smart که اين عملگر در راهنماي موضوعي آن پيش بيني نشده است .

    Library-Librarian = Library NOT Librarian

    

    

    

    

منابع :

1. داورپناه ، محمدرضا (1376) . "قواعد استنتاج و فورمول بندي در جستجوي کامپيوتري ".پيام کتابخانه . دوره ي هفتم ، شماره ي 2.
2. موحد، ضياء(1362) ." طرح ابتدايي منطق بول و کاربرد آن در نظام هاي بازيابي پس همارا ". نشريه ي فني مرکز اسناد مدارک علمي . دوره ي هفتم ، شماره ي1 .
3. اکبري نژاد ، سعيد(1371) . "نقش فايل مقلوب و عبارت هاي جستجو در بازيابي اطلاعات". پيام کتابخانه . دوره ي دوم ، شماره ي 1.
4. لارج ، آندرو ؛ تد ، لوسي ؛ هارتلي ، ريچارد(1382) . جستجوي اطلاعات در عصر اطلاعات ؛ اصول و مهارت ها . ترجمه ي زهرا بيگدلي . تهران : کتابدار .

 

¹ Search Box

     

وقتي من یك كاري را دیر تمام مي كنم، من كند ھستم.
وقتي رئیسم كار را طول دھد، او دقیق و كامل است.
وقتي من كاري را انجام ندھم، من تنبل ھستم.
وقتي رئیسم كاري را انجام ندھد، او مشغول است.
وقتي كاري را بدون اینكه از من خواسته شود انجام دھم، من قصد دارم خودم را زرنگ جلوه دھم.
وقتي رئیسم این كار را بكند، او ابتكار عمل بخرج داده است.
وقتي من سعي در جلب رضایت رئیسم داشته باشم، من چاپلوسم.
وقتي رئیسم، رئیسش را راضي نگاه دارد، او ھمكاري مي كند.
وقتي من اشتباھي كنم، من نادان ھستم.
وقتي رئیسم اشتباه كند، او مانند دیگران یك انسان است.
وقتي من در محل كارم نباشم، من در گشت زدن ھستم.
وقتي رئیسم در دفترش نباشد، او مشغول انجام امور سازمان است.
وقتي یك روز مرخصي استعلاجي داشته باشم، من ھمیشه مریض ھستم.
وقتي رئیسم در مرخصي استعلاجي باشد، او حتماً خیلي بیمار است.
وقتي من مرخصي بخواھم، باید یك جلسه دلیل و توجیه بیاورم.
وقتي رئیسم به مرخصي برود، باید مي رفت چون خیلي كار كرده است.
وقتي من كار خوبي انجام مي دھم، رئیسم ھرگز به خاطر نمي آورد.
وقتي من كار اشتباھي انجام دھم، رئیسم ھرگز فراموش نمي كند

بايد پارو نزد وا داد               بايد دل رو به دريا داد

خودش ميبردت                   هر جا دلش خواست

به هر جا برد                        بدان ساحل همان جاست