۶نظریه‌ای‌که‌جهان‌را‌تغییر‌داد!

«بسم الله الرحمن الرحیم»صاحب زیباترین ذهن ها آن کسانی هستند که با دیدی متفاوت، جهان پیرامون را به تماشا نشسته اند و ساعت ها اندیشیده اند و به تبع آن،جهان را دگرگون کرده اند.آنها دامنه‌های فهمشان را ارتقا بخشیده اند تا که متفاوت از میلیارد ها انسان روی زمین فکر و عمل کنند.درست است!همرنگ جماعت بودن ساده تر است،اما یکی از اکتشافات ذهنی کنجکاو ،به آماده خوری میلیار ها انسان می ارزد.یکی از بالاترین لذت ها لذت فهم حقایق است و آن حقایق هر چه پیچیده تر و غیر مبرهن تر شیرین تر و لذیذ تر.در این مقاله به معرفی چند تن از افرادی می پردازیم که لذت فهمیدن را چشیدند و به ما چشانیدند:1_نیوتون و جاذبه:ایزاک نیوتن جوان، در زیر یک درخت سیب نشسته بود و یک سیب از درخت روی سرش افتاد، پس از آن او چند لحظه کوتاهی آه گفت ،اما بلافاصله سکوت کرد و گرانش زمین را با افتادن سیب بر روی زمین کشف کرد.هر کس نسبت به پدیده های ثابت اطرافش دیدگاهی متفاوت از دیگری دارد!قانون جاذبه نیوتن می گوید:ذرات (یا اجسام) در این هستی، همواره نیرویی به نام گرانش بر یکدیگر وارد می‌کنند.این نیروی جاذبه بین دو شیء، با جرم اجسام نسبت مستقیم دارد. یعنی هر چه جرم افزایش می یابد نیروی جاذبه بین دو شیء بیشتر می شود.file:///NewtonsLawOfUniversalGravitation.svgundefinedcommons.wikimedia.org (به عبارتی: نیروی جاذبه، با حاصل ضرب جرم دو جسم نسبت مستقیم و با مجذور فاصله آن‌ها، نسبت وارون دارد.) قانون عمومی گرانش به صورت زیر بیان می‌شود:جذاب لعنتی! 2_انیشتین و نسبیت:نظریهٔ نسبیت، دو نظریه اصلی و معروف نسبیت خاص و نسبیت عام آلبرت اینشتین را در بر می‌گیرد.ایدهٔ اصلی این نظریه آن است که زمان و فضا مرتبط هستند، نه جدا و ثابت.نسبیت خاص: نگره‌ای درباره ساختار فضا_زمان است.نگره بر پایه دو فرض است که در تناقض با مکانیک کلاسیک هستند:قوانین فیزیک در دستگاه ناظر کلی (نظارت کیهانی) برای همهٔ اجسام، یکسان است. (اصل نسبیت).سرعت نور در فضای آزاد، برای همه ناظران، صرف‌نظر از حرکت نسبی‌شان یا حرکت منبع نور، ثابت است.:/نسبیت عام: نظریه‌ای هندسی برای گرانش است.اینشتین، شکل نهایی نسبیت عام را در سال۱۹۱۶ منتشر کرد که تصویر فیزیک جدید از گرانش را تشکیل می‌دهد.انیشتین، نسبیت عام، نسبیت خاص و قانون جهانی گرانش نیوتن را تعمیم می‌دهد و توصیفی یکتا از گرانش، به عنوان یک ویژگی هندسی فضا و زمان ( فضا_زمان) بیان می کند.درک نسبیت آن قدرها هم فراتر از ذهن ما نیست!در واقع، نسبیت مکانی، قسمتی از زندگی روزمره ماست. نسبیت مکانی (فضایی) به افتخار گالیله که اولین بار مفهوم حرکت نسبی را فرمول بندی کرد، نسبیت گالیله ای هم نام دارد و اغلب با نظریه های انیشتین اشتباه گرفته می شود. گالیله بسیار راحت این واقعیت را توصیف کرد که یک ناظر در حال حرکت، اشیا را به گونه متفاوت با ناظر ساکن می بیند، زیرا سیستم مختصاتی متفاوت مکانی یا به زبان نسبیتی، "چارچوب مرجع" متفاوتی دارد.مفهوم جدید نسبیت از دیدگاه انیشتین:نسبیت انیشتین با نسبیت کلاسیکی فرق دارد. قبل از انیشتین مردم فکر می کردند زمان مطلق است یعنی یک ساعت بزرگ، زمان کل جهان را اندازه می گیرد؛ پس یک ساعت در زمین، همان زمان را در مریخ یا کهکشان دیگری خواهد داشت. اما در این مفهوم، مشکلی وجود دارد: در چارچوب زمان مطلق، سرعت نور نمی تواند ثابت باشد؛ (سرعت قابل اندازه گیری نور (یعنی c) که اولین بار به نسبیت گالیله اشاره داشت). این به معنای آن است که وقتی زمین با سرعت v می چرخد، نسبت به ناظری در بیرون، نور منتشر شده در جهت چرخش زمین باید سرعت c + v داشته باشد و نور منتشر شده در خلاف جهت چرخش زمین، با سرعت c – v حرکت خواهد کرد. 3_هاکینگ و سیاهچاله ها:سیاه‌چاله (Blackhole) ناحیه‌ای در فضا_زمان؛با گرانشی بسیار نیرومند است که هیچ چیز حتی ذرات و تابش‌های الکترومغناطیسی مانند نور نمی‌توانند از میدان گرانش قدرتمند آن بگریزند.نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین بیان می‌کند که یک جرم به اندازهٔ کافی فشرده شده، می‌تواند سبب تغییر شکل و خمیدگی فضا_زمان و تشکیل سیاهچاله شود.صفت «سیاه» در نام سیاه‌چاله برگرفته از این واقعیت است که همهٔ نوری را که از افق رویداد آن می‌گذرد به دام می‌اندازد؛ از این دیدگاه سیاه چاله رفتاری شبیه به جسم سیاه در ترمودینامیک دارد. استیون هاوکینگ نظریه‌ ی مساحت سیاه‌چاله را در سال ۱۹۷۱ بر اساس نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین ارائه کرد. بر اساس این نظریه، غیر ممکن است مساحت سطح یک سیاه‌چاله به مرور زمان کاهش پیدا کند. این قانون رابطه‌ی نزدیکی با قانون دوم ترمودینامیک دارد؛ به همین دلیل فیزیکدان‌های زیادی به آن علاقه‌مند شدند.سیاهچاله‌ها می توانند مانند اجسام حرارتی و ساطع کننده گرما رفتار کنند.تابش هاوکینگ (Hawking radiation) تابش جسم سیاه است که پیش‌بینی می‌شود به خاطر تأثیر کوانتومی در نزدیکی افق رویداد، از سیاه‌چاله تابیده شده باشد.تابش هاوکینگ؛ عامل تبخیر سیاه‌چالهیک برداشت هنری از یک سیاه‌چاله کلان‌جرم عظیم که مواد را از یک دیسک برافزایشی می‌بلعد.4_کوری و رادیواکتیو:ماری سالومئا اسکودوفسکا کوری،فیزیک‌دان و شیمی‌دان لهستانی با تابعیت فرانسوی بود.او از پیشگامان پژوهش در زمینهٔ واپاشی هسته‌ای بود.خانوادهٔ کوری در مجموع پنج جایزهٔ نوبل دریافت کرد و خود او نخستین زن در جهان است که به جایزهٔ نوبل دست یافت. ماری کوری تنها زن و اولین کسی است که دو بار جایزهٔ نوبل گرفت و تنها کسی است که موفق به دریافت جایزهٔ نوبل در دو زمینهٔ علمی متفاوت شد.او همچنین نخستین زنی بود که اجازه یافت در دانشگاه پاریس تدریس کند.گسترش نظریهٔ پرتوزایی و ترویج آن، توسعه تکنیک‌های خالص‌سازی ایزوتوپ‌های پرتوزا و شناسایی دو عنصر به‌نام‌های پولونیوم و رادیوم از جمله دستاوردهای اصلی کوری به‌شمار می‌روند.تحت نظارت او نخستین مطالعات علمی بر روی درمان تومورهای سرطانی با استفاده از ایزوتوپ‌های پرتوزا صورت گرفت. همچنین کوری در طول جنگ جهانی اول، پرتونگاری قابل حمل را توسعه داد تا با کمک آن امکان تصویربرداری پرتو ایکس در بیمارستان‌های صحرایی فراهم شود.واپاشی هسته‌ای:واپاشی هسته ای،فرایندی‌ست که در هستهٔ اتم‌های ناپایدار پرتوزا رخ می‌دهد و پرتوهایی تولید می‌کند که به آن‌ها پرتوهای رادیواکتیو می‌گویند. در اثر واپاشی هسته‌ای، پس از یک زمان تصادفی، هسته‌های بزرگ به هسته‌های کوچکتر و معمولاً پایدارتر تجزیه می‌شوند و ماده اولیه به تدریج از بین می‌رود.نیمه عمر:مدت زمانی که طول می کشد تا خاصیت رادیواکتیویته یک ماده به نصف کاهش پیدا کند نیمه عمر گفته می شود.به عبارتی مثلا یک گرم از اتم های پرتوزا، در طی فروپاشی به نیم گرم کاهش پیدا کند. وقتی گفته می شود نیمه عمر کربن ۱۴ برابر ۵۶۰۰ سال است، یعنی بعد از ۵۶۰۰ سال در طی فروپاشی اتم های کربن، تعداد کربن های رادیواکتیو آن نصف مقدار اولیه می شود. در بدن موجودات زنده به خاطر تبادل تنفسی اکسیژن و دی اکسیدکربنی که با جو دارند، کربن ۱۴ وجود دارد. با مردن موجودات، کربن ۱۴ بدن آن ها شروع به فروپاشی می کند. در مدت ۵۶۰۰ سال نصف کربن ۱۴ بدن آن ها با آهنگ ثابتی پرتوزایی می کند. دانشمندان با محاسبه مقدار تابش می توانند زمان مرگ را به دست آورند.نیمه عمر بین چند ثانیه تا چند میلیون سال متغیر است. از فلوئور ۱۷ که نیمه عمر یک دقیقه دارد تا اورانیوم ۲۳۵ که نیمه عمر ۷۰۰ میلیون سال دارد حتی اورانیوم ۲۳۸ نیمه عمر ۵ میلیارد سال دارد.کاربردهای پرتوهای رادیواکتیو:استفاده از نیروی هسته ای به حدود ۴۰ سال پیش برمی گردد. در پزشکی هسته ای از پرتونگاری برای درمان و تشخیص بیماری ها استفاده می شود. در این مورد مواد رادیو ایزوتوپ استفاده می شوند و یا داروها هم با مواد رادیو ایزوتوپ نشان دار می شوند. برای تشخیص بیماری نیز مواد رادیواکتیو به بدن بیمار وارد می شود و میزان تشعشع آن اندازه گرفته می شود. دوربینی که با اشعه ی گاما تصویر تشکیل می دهد به کار گرفته می شود. از ید ۱۳۱ که یک ماده رادیواکتیو است، در درمان سمی شدن و سرطان تیروئید استفاده می شود.از پرتوهای رادیواکتیو در کشاورزی نیز برای جلوگیری از تخریب محصولات کشاورزی استفاده می شود. در پزشکی برای اموری چون رادیوگرافی، گاما اسکن و رادیوبیولوژی کاربرد دارد. در صنعت برای تعیین میزان خوردگی قطعات و تعیین میزان ساییدگی قطعات و موارد زیاد دیگری استفاده می شود.عناصر رادیو اکتیو:اورانیوم، رادیوم، پولونیوم، توریم عناصر رادیواکتیو رایج و شناخته شده هستند.هرچه طول موج بیشتر فرکانس کمتر و بلعکس...ت55_تورینگ و کامپیوتر:آلن ماتیسون تورینگ ،ریاضی‌دان، دانشمند رایانه، منطق‌دان، فیلسوف، زیست-ریاضی‌دان و رمزنگار انگلیسی بود.تورینگ را پدر علوم کامپیوتر و هوش مصنوعی می‌دانند و مهم‌ترین جایزهٔ علمی رایانه به‌افتخارش، جایزهٔ تورینگ نام گرفته‌است. او دارای نشان ویژهٔ سلطنتی انگلستان و عضو پیوستهٔ کالج سلطنتی بود.تورینگ به‌کمک ماشین تورینگ، فرمول‌بندی مؤثری برای الگوریتم‌ها و محاسبات کرد و با پیش‌نهادن آزمایش تورینگ، سهم به‌سزایی در هوش مصنوعی داشت.علم کامپیوتر:علم رایانه یا علم کامپیوتر به مجموعهٔ مطالعاتی گفته می‌شود که به زیربناهای نظری، روش‌های طراحی و ساخت و چگونگی استفاده از رایانه می‌پردازند. علوم رایانه رویکردی علمی و عملی به محاسبات (computation) و کاربردهای آن است.مطمعنم بیشتر از من از کامپیوتر سر در میارید پس بریم بعدی!6_واتسون و کریک وDNAدر سال 1953 فرانسیس کریک و جیمز واتسون ،کشف جدید خود را به دنیا معرفی کردند و موفق به کشف ساختار مارپیچی دو رشته‌ای دی‌ان‌ای(DNA)شدند.موفقیتی که باعث شگفتی همگان شد. کشفی که دنیای علم ژنتیک را متحول کرد و ساختار ژنتیکی موجودات زنده را به جهان شناساند. دنا یک ساختار دو رشته ایی متشکل از ۴ نوع نوکلئوتید است. این نوکلئوتیدها عبارتند از (A) آدنین، (G) گوانین، (C) سیتوسین و (T) تیمین.ساختار شیمیایی دنا به صورت پیوند مشخصی از دو دنباله خطی از این ۴ نوکلئوتید می‌باشد. که این اتصال‌ها فقط به صورت (A-T) , (T-A) , (C-G) , (G-C) وجود دارند. در ساختار یک نوکلئوتید که 2 باز الی نیتروژن دار 6 ضلعی و 5 ضلعی وجود دارد ، باز الی نیتروژن دار 5 ضلعی مستقیما به قند 5 کربنه از طریق پیوند متصل است اما باز الی 6 ضلعی مستقیما از طریق پیوند به قند پنج کربنه متصل نیست، در واقع باز الی نیتروژن دار 6 ضلعی از طریق باز الی نیتروژن دار 5 ضلعی به قند پنج کربنه متصل است.نوکلئوتید:واحد سازنده دنادنا:دئوکسی‌ریبونوکلئیک اسید، به اختصار دی‌اِن‌اِی (اختصاری DNA)گونه‌ای اسید نوکلئیک است که دارای دستورالعمل‌های ژنتیکی است که برای کارکرد و توسعهٔ زیستی جانداران و ویروس‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. نقش اصلی مولکول دی‌ان‌ای ذخیره‌سازی طولانی مدت اطلاعات ژنتیکی و دستوری است. «الحمدلله رب العالمین»پایان