در سال 1803، دانشمندي انگليسي به نام توماس يانگ (Thomas Young)، آزمايش قابل توجهي انجام داد. يانگ كه به هيروگليف‌هاي مصري بسيار علاقه‌مند بود و در استخراج آنان نيز همكاري داشت، درباره‌ي ماهيت نور تحقيق مي‌كرد. آزمايش وي، تحولي در فيزيك ايجاد كرد كه در نهايت باعث دگرگوني قوانين حركت آيزاك نيوتون شد، قوانيني كه يك قرن پيش از يانگ ارائه شده بود. اين آزمايش همچنين يكي از بزرگترين رازهاي جهان را نمايان ساخت: راز كوانتوم.

بدون شك، معماي رمزآلود فيزيك كوانتوم، معماي عميقي است. اگر كسي يك مار بزرگ دريايي واقعي بگيرد يا به يك دايناسور زنده بربخورد، رسانه‌ها چندين ماه به اين موضوع مي‌پردازند. كنار آب‌سردكن‌هاي تمام ادارات جهان، درباره‌ي اين كشف جديد صحبت مي‌شود. با اين حال، هر چند چنين يافته‌اي مي‌تواند بسيار تكان‌دهنده باشد، اما تغيير چنداني در جهان‌بيني ما ايجاد نمي‌كند. ما مي‌دانيم كه خزندگان غول‌پيكر آبزي و دايناسورها در گذشته‌هاي دور مي‌زيسته‌اند. برايمان بسيار تعجب‌برانگيز مي‌شد اگر مي‌فهميديم اين موجودات به نحوي توانسته‌اند بي‌آنكه كه توسط دنياي علم كشف شوند، اين همه سال زنده بمانند. اما در هر حال، اين كشف، تغيير چنداني در نظريه‌ي تكامل ايجاد نمي‌كند.

ولي رازي كه در بطن فيزيك كوانتوم نهفته، به طور غير مستقيم، درك ما را از حقيقي بودن جهان و هر آنچه در آن است (از جمله خود ما)، مورد هدف قرار مي‌دهد. به علاوه، ايده‌ي مارهاي غول‌پيكر دريايي و دايناسورها، بسيار خيالي و غيرمحتمل مي‌باشد، حال آن‌كه تئوري فيزيك كوانتوم يكي از تئوري‌هايي است كه از پيكار آزمايشات فراواني در عرصه‌ي علم، جان سالم به در برده است. علي‌رغم مشخصه‌هاي نامأنوس فيزيك كوانتوم، در صحت اين نظريه، ترديد چنداني باقي نمانده. همان‌طور كه دنيل ام. گرينبرگر بيان كرده است: «انيشتين مي‌گفت اگر علم مكانيك كوانتوم درست باشد، جهان جاي بسيار عجيبي است. انيشتين راست مي‌گفت. جهان جاي بسيار عجيبي است».

در سال ۱۹۱۱، رادرفورد (۹۴۷-۱۸۷۱) نشان داد که اتم ها، مثل میوه‌ها، دارای هسته‌ی مرکزی هستند. هسته بار مثبت دارد و الکترون‌ها به دور هسته می چرخند. اما الکترون های در حال چرخش، شتاب دارند و بر مبنای اصول الکترومغناطیس، «ذره‌ی بادارِ شتابدار باید تابش کند» و در نتیجه انرژی از دست بدهد و در یک مدار مارپیچی به سمت هسته سقوط کند. این سرنوشتی بود که مکانیک کلاسیک برای تمام الکترونها پیش ‌بینی می‌کند. طیف تابشی اتمها، بر خلاف فرضیات فیزیک کلاسیک گسسته است. به عبارت دیگر ، نوارهایی روشن و تاریک در طیف تابشی دیده می‌شوند.
اگر الکترونها به این توصیه عمل می‌کردند، همه‌‌ مواد (از جمله ما انسانها) باید از خود اشعه تابش می‌کردند (و همانطور که می‌دانید اشعه برای سلامتی بسیار خطرناک است)، ولی می‌بینیم از تابشی که باید با حرکت مارپیچی الکترون به دور هسته حاصل شود اثری نیست و طیف نوری تابش ‌شده از اتمها بجای اینکه در اثر حرکت مارپیچی و سقوط الکترون پیوسته باشد، یک طیف خطی گسسته است؛ مثل برچسبهای رمزینه‌ای (barcode) که روی اجناس فروشگاهها می‌زنند.
یعنی یک اتم خاص ، نه تنها در اثر تابش فرو نمی‌ریزد، بلکه نوری هم که از خود تابش می‌کند، رنگهای یا فرکانسهای گسسته و معینی دارد. گسسته بودن طیف تابشی اتمها از جمله علامت سؤالهای ناجور در مقابل فیزیک کلاسیک و فیزیکدانان دهه‌‌ی 1890 بود.

دو فرزند انشتين

گفته مي‌شود در اوايل قرن بيستم، انشتين صاحب دو فرزند شد- دو نظريه‌ي بزرگ فيزيك. مي‌گويند او يكي را فرزندانش را دوست داشت (نسبيت) و از ديگري متنفر بود (فيزيك كوانتوم).

چه چيزي در فيزيك كوانتوم، او را بر مي‌آشفت؟ اول از همه، غير قابل پيش‌بيني بودن آن. اگر قرار باشد يك تفنگ را تنظيم كنيد و آن را به هدف بزنيد، با معلوم بودن سرعت و جهت گلوله، تعيين مسير آن بعد از خروج از لوله‌ي تفنگ، بسيار ساده است. اما فوتون اين طور نيست. همان‌طور كه مثالِ ما درباره‌ي موج نورِ رهسپار شده از يك ستاره‌ي دوردست، نشان داد، فوتون به صورت موج احتمال حركت مي‌كند. فوتون ممكن است هرجايي در مسير حركت موج، ظاهر شود. هر چند، احتمال ظهور آن، در بعضي مكان‌ها بيشتر است. اين باعث شد انشتين به طعنه بگويد كه باورش نمي‌شود «خدا با هستي تخته نرد بازي كند».

 انشتين كمك كرد نظريه‌ي كوانتوم به دنيا بيايد، ولي بسيار از آن آشفته گشت.

 دومين نكته‌اي كه انشتين را آزار مي‌داد، اين ايده بود كه با توجه به كپنهاگ، يك جسم پيش آن‌كه مورد مشاهده قرار گيرد، تنها به شكل موج احتمال وجود دارد. شايد وقتي حرف از يك فوتون باشد، اين مسئله چندان مهم به نظر نرسد، چون بسيار بسيار كوچك است. اما اين تنها فوتون‌ها نيستند كه از قوانين فيزيك فيزيك كوانتوم پيروي مي‌كنند، بلكه الكترون‌ها، پروتون‌ها، اتم‌ها و مولكول‌ها نيز مشمول اين قوانين هستند. همه‌ي آن‌ها پيش از مشاهده شدن، تنها موج‌اند و آزمايش دو شكاف، با موادي به بزرگي مولكول‌هاي فولرن (Fullerene) كه 60 اتم كربن دارند، انجام شده است.

در نهايت اگر فكر كنيم، مي‌بينيم تمام جهان ما، از اتم‌ها و مولكول‌ها تشكيل شده و خود ما نيز. آيا اين بدان معناست كه ما تنها، امواج بزرگ احتمال هستيم؟

اين تصور كه هر چيزي در جهان ما، در صورت مشاهده نشدن، ماهيتي مستقل ندارد، انشتين را واداشت به شوخي بگويد: «ترجيح مي‌دهم فكر كنم ماه، حتي وقتي نگاهش نمي‌كنم، باز وجود دارد».

 

اول از همه چیز تعریف فیزیک هسته ای:فیزیک هسته‌ای بخشی از دانش فیزیک است که به خواص و ویژگی‌های هسته اتم‌ها می‌پردازد.

هسته ی اتم:
هستهٔ اتم ناحیه‌ای با جرم بالا است که پروتون‌ها و نوترون‌ها در آن قرار گرفته اند. اندازهٔ هسته از اندازهٔ خود اتم بسیار کوچک‌تر است, و تقریباً تمام جرم اتم را که از ذرات پروتون و نوترون سبب می‌شود در این ناحیه قرار دارد.
تاریخچه
هسته اولین بار توسط ارنست رادرفورد و در سال ۱۹۱۱ کشف شد او یک ورق طلا را مورد بمباران پرتو آلفا قرار داد طبق نظر تامسون باید تمام پرتو یا بازمی گشت یا عبور می کرد اما بعضی از پرتو ها عبور کرده و بعضی از پرتو ها به شدت باز می گردند پس او اینگونه نتیجه گرفت که جرم بسیار چگال و با بار مثبت(زیرا پرتو آلفا ۲ بار مثبت دارد) و متمرکز در محلی از اتم قرار دارد که بررسی های دقیقتر این محل را مرکز اتم مشخص نمود نام این محل هسته گذاشته شد.

شکافت هسته ای:
شکافت هسته ای فرآیندی است که در آن یک اتم سنگین مانند اورانیوم به دو اتم سبکتر تبدیل می‌شود. وقتی هسته‌ای با عدد اتمی زیاد شکافته شود، بر پایه فرمول اینشتین، مقداری از جرم آن به انرژی تبدیل می‌شود. از این انرژی در تولید برق (در نیروگاه هسته‌ای) یا تخریب (سلاح‌های هسته‌ای) استفاده می‌شود. اوتوهان زمانی که قصد داشت از بمباران اورانیوم با نوترون آن را به رادیم تبدیل کند دریافت که به اتم بسیار کوچک‌تری دست یافته است.در تمام واکنش های هسته ای که تا ان زمان شناخته شده بود تنها ذرات کوچک از هسته جدا می شدند اما این بار یک تقسیم بزرگ رخ داده بود. لایز میتنر و اوتو فریش دریافتند که فراورده ی این بمباران نوترونی باریم است و جرم هر اتم اورانیم هنگام تبدیل شدن به ذرات کوچک‌تر به اندازه ی یک پنجم جرم یک پروتون کاهش می یابد و این جرم مطابق رابطه ی اینشتین E=mc² به انرژی تبدیل شده است.به خاطر شباهت این پدیده ی تقسیم هسته با تقسیم سلولی میتنر و فریش آن را شکافت نامیدند.مقاله ی این یافته در یازدهم فوریه ی ۱۹۳۹ در نشریه ی نیچر با عنوان "واکنش هسته ای نوع جدید" منتشر شد. در تصویر اتم اورانیم-۲۳۵ دیده می شود که پس از برخورد یک نوترون متلاشی شده و پرتو های رادیو اکتیو از خود صادر می کند.سپس به دو عنصر باریم-۱۴۱ و کریپتون-۹۲ تقسیم شده و به پایداری می رسدودر ضمن سه عدد نوترون ديگر آزاد مي كند كه هر يك موجب شكافت يك هسته ي اورانيوم ديگر مي شوند واين واكنش زنجيره اي مرتب ادامه پيدا ميكند .

  بوریحان محمد بن احمد بیرونی (زادهٔ ۱۴ شهریور ۳۵۲، کاث، خوارزم - درگذشتهٔ ۲۲ آذر ۴۲۷، غزنین)، دانشمند بزرگ و ریاضی‌دان،ستاره‌شناس، تقویم‌شناس، انسان‌شناس، هندشناس و تاریخ‌نگار ایرانیسده چهارم و پنجم هجری است. بيرونی را بزرگ‌ترين دانشمند مسلمان و يكی از بزرگ‌ترين دانشمندان همه اعصار می‌دانند.همین‌طور او را پدر علم انسان‌شناسی وهندشناسی می‌دانند.

خاستگاه 

بیرونی در ۱۴ شهریور ۳۵۲ خورشیدی (۲۹ ذیقعده ۳۶۲ قمری برابر ۵ سپتامبر ۹۷۳ میلادی) در خوارزم که در قلمرو سامانیان بود به دنیا آمد، و زادگاه او که در آن زمان روستای کوچکی بود، «بیرون» نام داشت. مرگش در غزنه در اوان انقلاب سلجوقیان و پادشاهی مسعود بنمحمود غزنوی بوده‌است و برخی درگذشت او را در ۲۲ آذر ۴۲۷ خورشیدی (۲۷ جمادی‌الثانی ۴۴۰ قمری برابر ۱۳ دسامبر ۱۰۴۸ میلادی) می‌دانند.

تألیفات بیرونی به زبان عربی، یعنی زبان علمی و همه‌کس‌فهم عالم اسلام بوده‌است، مگر التفهیم که آن را به فارسی کرد مر ریحانه دختر حسین خوارزمی را که خواهندهٔ کتابی در نجوم بود. بیرونی خود التفهیم را به عربی ترجمه کرد.

نام‌وری و شهرت 

دانشنامه علوم چاپ مسکو، ابوریحان را دانشمند همه قرون و اعصار خوانده‌است. در بسیاری از کشورها نام بیرونی را بر دانشگاه‌ها، دانشکده‌ها و تالار کتابخانه‌ها نهاده و لقب «استاد جاوید» به او داده‌اند.

نجوم 

نوشته‌هایی از بیرونی در دست است که به وضوح در آن‌ها از گردش ِ زمین به دور ِ خودش نام برده می‌شود. در کتاب ِ «استیعاب الوجوه الممکنة فی صنعة الاسطرلاب» ابوریحان می‌گوید: «از ابو سعید سجزی، اُسطرلابی از نوع واحد و بسط دیدم که از شمالی و جنوبی مرکّب نبود و آن را اسطرلاب زورقی می‌نامید و او را به جهت اختراع آن اسطرلاب تحسین کردم چه اختراع آن متکی بر اصلی است قائم به ذات خود و مبنی بر عقیدهٔ مردمی است که زمین را متحرّک دانسته و حرکت یومی را به زمین نسبت می‌دهند و نه به کرهٔ سماوی. بدون شک این شبهه‌ای است که تحلیلش در نهایت ِ دشواری. و قولی است که رقع و ابطالش در کمال صعوبت است. مهندسان و علمای هیئت که اعتماد و استناد ایشان بر خطوط مساحیه(= مدارات و نصف النهارات و استوای فلکی و دایرةالبروج) است؛ در نقض ِ این شبهه و رد آن عقیدت بسی ناچیز و تهی دست باشند و هرگز دفع آن شبهه را اقامت برهان و تقریر دلیلی نتوانند نمود. زیرا چه حرکت یومی را از زمین بدانند و چه آن را به کرهٔ سماوی نسبت دهند در هر دو حالت به صناعت آنان زیانی نمی‌رسد و اگر نقض این اعتقاد و تحلیل این شبهه امکان پذیر باشد موکول به رای فلاسفهٔ طبیعی دان است.»

ضمنا بیرونی در کتاب «الاسطرلاب» روشی برای محاسبهٔ شعاع زمین ارائه می‌کند (بوسیلهٔ افت ِ افق وقتی از ارتفاعات به افق نگاه می‌کنیم). بعدها در کتاب ِ «قانون مسعودی» ابوریحان عملی کردن این روش توسط خود را گزارش می‌دهد.اندازه گیری ِاو یک درجهٔ سطح زمین را ۵۸ میل بدست آورده‌است که با توجه به اینکه هر میل عربی ۱۹۷۳٫۳ متر است، شعاع ِ زمین ۶۵۶۰ کیلومتر (بر حسب ِ واحدهای ِ امروزی) به دست می‌آید که تا حد ِ خوبی به مقدار ِ صحیح ِ آن نزدیک است.

خورشیدگرفتگی هشتم آوریل سال ۱۰۱۹ میلادی را در کوههای لغمان (افغانستان کنونی) رصد و بررسی کرد و ماه‌گرفتگی سپتامبر همین سال را در غزنه به زیر مطالعه برد.

دانش فیزیک 

اپیکتوگرام یعنی چگال سنج آلت برای سنجش وزن مخصوص در فیزیک را اختراع نمود که با آن وزن مخصوص چیزها تعین می‌شود از اختراعات اوست.

حکومت‌های هم‌دوره 

در زمان بیرونی، سامانیان بر شمال‌شرقی ایران شامل خراسان بزرگ‌تر و خوارزم به پایتختی بخارا، زیاریان بر گرگان و مازندران و مناطق اطراف، بوئیان بر سایر مناطق ایران تا بغداد، بازماندگانصفاریان بر سیستان و غزنویان بر جنوب ایران خاوری (مناطق مرکزی و جنوبی افغانستان امروز) حکومت می‌کردند و همه آنان مشوق دانش و ادبیات فارسی بودند و سامانیان بیش از دیکران در این راه اهتمام داشتند. بیرونی که در جرجانیه خوارزم نزد ابونصر منصور تحصیل علم کرده بود، مدتی نیز در گرگان زیر پشتیبانی مادی و معنوی زیاریان که مرداویج سر دودمان آنها بود به پژوهش پرداخته بود و پس از آن تا پایان عمر در ایران خاوری آن زمان به پژوهش‌های علمی خود ادامه داد. با این که محمود غزنوی میانه بسیار خوبی با بیرونی نداشت و وسایل کافی برای پژوهش، در اختیار او نبود ولی این دانشمند لحظه‌ای از تلاش برای تکمیل تحقیقات علمی خود دست نکشید.

کتاب‌ها و کارها 

یک طراحی از کتاب فارسی بیرونی. در این نمایه، شماری از گام‌های ماه به تصویر کشیده شده‌است.

بیرونی که بر زبان‌های یونانی، هندی و عربی هم چیره بود، کتب و رسالات بسیار که شمار آنها را بیش از ۱۴۶ گزارش کرده‌اند نوشت که جمع سطور آنها بالغ بر ۱۳ هزار است. مهم‌ترین آثار او التفهیم در ریاضیات و نجوم، آثار الباقیه در تاریخ و جغرافیا، قانون مسعودی که نوعی دانشنامه‌است و کتاب تحقیق ماللهند درباره اوضاع این سرزمین از تاریخ و جغرافیا تا عادات و رسوم و طبقات اجتماعی آن. بیرونی کتاب دانشنامه خود را به نام سلطان مسعود غزنوی حاکم وقت کرد، ولی هدیه او را که سه بار شتر سکه نقره بود نپذیرفت و به او نوشت که که کتاب را به خاطر خدمت به دانش و گسترش آن نوشته‌است، نه پول.

بیرونی، هم‌دورهٔ بوعلی سینا بود که در اصفهان می‌نشست و با هم مکاتبه و تبادل نظر فکری داشتند.

بیرونی در جریان لشکرکشی‌های محمود غزنوی به هند (پاکستان امروز بخشی از آن است) امکان یافت که به این سرزمین برود، زبان هندی فراگیرد و در باره اوضاع هند پژوهش کند که فراوردهٔ این پژوهش، کتاب «هندشناسی» اوست.

از دیگر آثار وی می‌توان به کتاب الصیدنه فی الطب اشاره کرد که کتابی است در باره گیاهان دارویی و با تصحیح دکتر عباس زریاب خویی منتشر شده‌است.

آثار 

تحقیق ماللهند: موضوع این کتاب مذهب و عادات و رسوم هندوان و نیز گزارشی از سفر به هند است.

قانون مسعودی: کتابی است در نجوم و تقویم شامل یازده بخش. در این کتاب بخشهایی مربوط به مثلثات کروی و نیز زمین و ابعاد آن و خورشید و ماه و سیارات موجود است.

التفهیم لاوایل صناعة التنجیم: این کتاب نیز در نجوم و به فارسی نوشته شده‌است و برای مدت چند قرن متن کتاب درسی برای تعلیم ریاضیات و نجوم بوده‌است.

الجماهر فی معرفة الجواهر: بیرونی این کتاب را به نام ابوالفتح مودود بن مسعود تألیف کرد و موضوع کتاب معرفی مواد معدنی و مخصوصاً جواهرات مختلف است. ابوریحان در این کتاب فلزات را بررسی کرده و نوشته‌است. او نظریّات و گفته‌های دانشمندانی مانند ارسطو اسحاق الکندی را درباره حدود سیصد نوع ماده معدنی ذکر کرده‌است.

وی در این کتاب به شرح فلزها و جواهرهای قاره‌های آسیا، اروپا و آفریقا می‌پردازد و ویژگی‌های فیزیکی ماند بو، رنگ، نرمی و زبری حدود ۳۰۰ نوع کانی و مواد دیگر را شرح می‌دهد و نظریه‌ها و گفتارهای دانشمندان یونانی و اسلامی را دربارهٔ آن‌ها بیان می‌کند.

الصیدنة فی الطب: این کتاب دربارهٔ داروهای گیاهی و خواص و طرز تهیه آن‌ها نوشته شده‌است.

الآثار الباقیة عن القرون الخالیة (اثرهای مانده از قرن‌های گذشته): ابوریحان در این کتاب مبدأ تاریخ‌ها و گاه‌شماری اقوام مختلف را مورد بحث و بررسی قرار داده‌است. از جمله این اقوام - ایرانی‌ها - یونانی‌ها - یهودی‌ها - مسیحی‌ها عرب‌های زمان جاهلیت و عرب‌های مسلمان نام برده و درباره اعیاد هر یک به تفصیل سخن گفته‌است. این کتاب را می‌توان نوعی تاریخ ادیان دانست.
استیعاب الوجوه الممکنة فی صنعة الاصطرلاب: در باب ارائهٔ روش‌های مختلف ساخت انواع اسطرلاب است

ترجمه‌ها 

بیرونی بر اثر سفرهای بسیار به هند به زبان‌های هندی و همچنین سانسکریت چیره بود و کتاب‌های مختلفی را از هندی به عربی ترجمه کرد که عبارتند از: سیدهانتا، الموالید الصغیر، کلب‌یاره.

او همچنین داستان‌هایی را از پارسی به عربی ترجمه کرده‌است. از جمله این داستان‌ها می‌توان شادبهر(حدیث قسیم السرور)، عین الحیات، داستان اورمزدیار و مهریار و همچنین داستان سرخ‌بت و خنگ‌بت(حدیث صنمی البامیان) را نام برد.

اکتشافات، اختراعات و تحقیقات 

از جملهٔ آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استخراج جیب یک درجه
• قاعدهٔ تسطیح کره و ترسیم نقشه‌های جغرافیایی
• چاه آرتزین؛ این کشف به موسیوزله منسوی کرده‌اند اما در واقع از اکتشافت ابوریحان بوده و سالها پیش در کتاب آثارالباقیه امده بود.
• ترازوی ابوریحان، که یکی از دقیق ترین ترازوهای تاریخ علم جهان است.
• قاعده نجومی تسویه البیوت
• قاعده نجومی مطرح شعاع
• تیسیرات کواکب
• سیر نور و صوت
• مساحت، محیط وقطر کره زمین
• طول و عرض جغرافیایی و سمت قبله بلاد
• رصد میل کلی و میل اعظم در نجوم
• حرکت زمین
• حرکت خاصه وسطی خورشید
• حرکت اوج خورشید
• خاصیت فیزیک الماس و زمرد
• جزر و مد رودها و نهرها
• چشمه‌های متناوب
• اشکال هندسی گلها و شکوفه‌ها
• امکان خلأ
• کیفیت و چگونگی ساختن عسل توسط ,
  ] [ 20:16 ] [ sepideh ] [ ]