تبليغاتX
ذهن سیال
ذهن سیال
گفت وگوی بچه های فیزیکی دانشگاه امیرکبیر
تکامل و زمان

اگر بخواهیم تعریف دقیقی از زمان ارائه دهیم با مشکلات عدیده ای روبرو می شویم.

اینطور که شواهد نشان می دهند بشر برای استفاده از بسیاری چیزها، احتیاجی به دانستن ماهیت آن چیز ندارد و چه بسا نسل ها بگذرد بدون اینکه حتی فکر ماهیت آن چیز به ذهنی خطور کند. مثلاً همین تعقل. ما بدون اینکه بدانیم ماهیت مغز چیست ، چگونه کار می کند ،چگونه تکامل یافته و... به استفاده از آن می پردازیم و استفاده از مغز را تعقل نامیده ایم حال اگر بخواهیم بررسی دقیقی انجام دهیم، خود را محصوردر پیچیدگی های غیر قابل اجتناب می بینیم.

شاید بتوان گفت مساله ی زمان از قدیمی ترین درگیری های مغز بشر از نوع انسان امروزی بوده.

چرا بشر از نوع انسان امروزی؟

بنابر نظر باستان شناسان و... در 150 هزار سال پیش و حتی همین30 هزار سال گذشته در جهان نوع های دیگری از انسان زندگی می کرده اند که به انسان امروزی از هر نوع جاندار دیگری شبیه تر بوده اند و در واقع شباهت یک نوع از آنها به قدری به ما نزدیک بود که بعضی از باستان شناسان نظرشان این است که احتمالاً آنها با نوع ما آمیزش داشته اند و نسل های دورگه ای به وجود آورده اند.

معروفترین این انواع که از بسیاری جهات نزدیکترین خویشاوند ما به حساب می آید، انسان نئاندرتال است که در غارها زندگی می کرد.

این سوال مطرح است که انسان های نئاندرتال با انسان های امروزی که جای آنها را گرفتند، چه تفاوت هایی داشتند؟ چه شد که ما باقی ماندیم و آنها نابود شدند؟

آنها مغزی به بزرگی مغز انسان های امروزی داشتند، جثه ی بسیاربزرگ و نیرومند از ویژگی هایشان بود و طی آخرین عصر یخبندان به راحتی توانستند در اروپا به زندگی ادامه بدهند. آنها مثل ما یاد گرفتند که ابزارهای سنگی بسازند، آتش روشن کنند و شکارچیان ماهری شوند و ...

به گفته ی دکتر کریس استرینگر: در حدود 300 هزار سال پیش ، نئاندرتال ها از مسیر تکامل ما جداشدند و آنها در اروپا و اجداد ما در آفریقا تکامل پیدا کردند.

حدود 100 هزار سال پیش اجداد ما با زندگی در سواحل و استفاده از منابع دریایی سازگاری  می یابند و این سازگاری در تکامل انسان بسیار موثر بوده است. یعنی اجداد ما به منابع ثابت غذایی دسترسی پیدا کردند و شاید از همین موقع باشد که قایق ساختند و به نقاط دیگر کره ی زمین مثل استرالیا و ماداگاسکا رفته باشند.

آنچه مهم است این است که اجداد ما رفته رفته شیوه ی زندگی شان را تغییر دادند و دست به ابتکار و ابداع زدند وبا محیط سازگاری یافتند.

در مورد نئاندرتال ها می بینیم که آنها از حدود 300 هزار سال پیش با محیط خود سازگاری پیدا کرده بودند. دوره ی حیات آنها در روی کره ی زمین دوره ی بسیار درازی است اما در این دوره واقعاً با هیچ گونه نوآوری و ابتکار جدیدی مواجه نمی شویم.به عبارت دیگر در طی این 300 هزار سال رفتار و شیوه ی زندگی آنها تغییری نمی کند.

حدود 40 هزار سال پیش گروهی از اجداد انسان امروزی از آفریقا کوچ کرده و راهی اروپا می شوند.

اجداد ما برخلاف نئاندرتال ها که با شرایط اروپا به خوبی خو گرفته بودند، هیچگونه آشنایی ای با این سرزمین جدید نداشتند  ، اما آنها یاد گرفته بودند که چگونه خود را با متغییر شرایط سازگار کنند و این کار را با ابتکار و ابداع انجام می دادند.

با ورود آنها به این سرزمین ، تغییرات زیاد آب و هوا به وجود آمده بود.دوره های متناوب سرما و گرما ، عصر یخ بندان و..

چه شد که انسان های این دوره که با نام علمی هموساپینس (انسان متحول) شناخته می شوند،  از نئاندرتال ها ، پیشی گرفتند؟

پرفسور آیلود در این باره می گوید: نمی توان به یک ابتکار یا ابداع معین اشاره کرد. من شخصاً این طور فکر می کنم که آنها آمادگی سازگاری با محیط جدید را داشتند و احتمالاً در آن زمان بود که انسان استفاده از تیر و کمان ، فلاخن و نیزه را آغاز کرد. اما تحولات و تغییرات خیلی وسیع تر بود و به استفاده از وسایل بهتر در شکار یا تهیه ی پوشاک از پوست جانوران محدود نمی شد.

هماهنگ کردن برنامه ی زندگی بر اساس تغییرات محیطی و فصلی ، با دقت بیشتر ، بستگی به دریافتی بسیار دقیق تر و سنجیده تر از مفهوم زمان دارد.در این بحث سازگاری نئاندرتال ها با محیط زیستشان مطرح نیست. در مورد آنها توجه به زمان از این حد تجاوز نمی کرده که مثلاً می دیدند برگ درختان می ریزد و می فهمیدند بعد آن هوا سرد می شود و با سرد شدن شاید می دانستند که دیگر گوزن گیرشان نمی آید،چنین تصوری از زمان کیفیت دقیق و مشخصی ندارد در حالی که این موضوع خیلی مهم است.اینکه انسان های آن دوره زمان را طوری درک کرده باشند که بتوانند آن را به روز ، ماه، سال و یا پاره هایی دیگر تقسیم بندی کنند. و همین برداشت از زمان است که به انسان ها این امکان را می داد تا تغییرات و تحولات محیط زیست را به طور دقیقی پیش بینی کنند.

به نظر من آنچه مسلم است، این است که توانایی هایی  از این قبیل بود که انسان های آن دوره را در رقابت با نئاندر تال ها برتری داد.

بدین ترتیب وقتی که آنها با نوعی از انسان در رقابت قرار بگیرند که زندگیش نظم و برنامه داشته باشد، بدیهی است که در این رقابت شکست می خورند و در مقابل عواملی چون تغییرات جوی شدید، نابود می شوند.

 

 

آنچه در این مطلب قابل توجه ماست ، آن است که بشر در سیر تکاملی خود، دانسته یا نادانسته به مفاهیم جدید همراه با طریقه ی به کار گیری آنمفاهیم، دسترسی پیدا کرده تا در این مقطع ما بپرسیم: زمان چیست؟

 

|+|
نگارش شده توسط یک ذهن سیالی در چهارشنبه بیستم دی 1385 و ساعت 17:46
از یک...

مردم گذشته را با تلسكوپ نگاه مي كنند و حال را با ميكروسكوپ، به همين سبب است كه خوشي هاي گذشته به نظرشان بزرگ مي آيد.

 

|+|
نگارش شده توسط یک ذهن سیالی در شنبه نهم دی 1385 و ساعت 10:17
آغاز زمان

 پيکان زمان

 

مقدمه: متنی كه در زير مي خوانيد، نوشته اي است از گابريل ونزيانو(Gabriele veneziano) فيزيكدان نظري مركز تحقيقات فيزيك ذره اي اروپا(CERN ) كه در اواخر دهه 1960 به عنوان پدر نظريه ريسمان شناخته شد.

نظريه ريسمان بيان مي كند كه انفجار بزرگ سرمنشأ عالم نبوده، بلكه صرفاً پيامد وضعيتي بوده كه مدت ها قبل از آن زمان وجود داشته است.تا حدود 10 سال پيش، اينچنين پرسشي كفرآميز محسوب مي شد. زيرا غالب كيهان شناسان مطرح كردن زماني قبل از انفجار بزرگ را مانند اين مي دانستند كه كسي جايگاه شمال قطب شمال را از شما بپرسد. يونانيان باستان دربارة منشأ زمان مناظرات و مباحثه هاي فراواني ترتيب مي دادند. ارسطو كه از بي آغازي زمان طرفداري مي كرد،استنادش بر اين اصل بود كه از هيچ ،چيزي به وجود نمي آيد. پس اگر عالم در هيچ  برحه اي از زمان نتوانسته باشد خود را از نيستي به هستي در آورد، الزاماً مي بايست همواره وجود مي داشته است.

پس به اين دليل و دلايلي ديگر، زمان بايد به طور نامحدود در گذشته و آينده امتداد داشته باشد. امّا دين شناسان مسيحي نظري دگرگونه داشتند.آگوستين استدلالش بر اين بود كه آفريدگار بيرون از فضا و زمان حضور دارد و قادر است كه اين ساختارها را همانطور كه ديگر جنبه اي دنياي ما را خلق می كند، به وجود  آورد. دو دليل سبب شد كه كيهان شناسان معاصر نتيجه مشابهي بگيرند. يكي از آنها نسبيت عام و ديگري شواهدي بودند كه از مشاهده انبساط جهان به دست آمدند كه بر طبق آنها دو فيزيكدان نامي يعني استفان هاوكينگ و روجر پنروز در سال 1960 ثابت كردند كه زمان نمي تواند به طور نا محدود رو به گذشته ادامه داشته باشد و اگر در طول زمان رو به عقب برويم، بالاجبار بايد به نقطه تكينگي برسيم. ولي تكينگي گريز ناپذير، كيهان شناسان را در برابر مسائلي جدي قرار مي دهد. خصوصاً با مقادير زياد همگني و يكساني كه جهان ما در مقياس هاي بزرگ دارد، ناهماهنگ است. براي يكسان ديده شدن عالم در تمام نقاط بايد ميان قسمت هاي دور دست فضا گونه اي رابطه وجود داشته باشد به طوري كه ويژگي ها ومشخصات آنها را با يكديگر هماهنگ كند.

امّا فيزيكدانان براي رهايي از اين بن بست به دو راه حل طبيعي ديگر توجه دارند. يكي از آنها اينطور بيان مي كند كه زمان در لحظه ي انفجار بزرگ آغاز نشده و دوره هاي طولاني قبل از آن وجود داشته است. دليل اينكه تا به حال دانشمندان به اندازه كافي به اين فرض توجه نمي كردند، اين بود كه فرض مي كردند نسبيت همواره معتبر است در حالي كه نزديك زمان تكنيكي اثرات كوانتومي غالب هستند. بنابراين براي دانستن آنچه كه واقعاً رخ داده ،فيزيكدانان ناگزيرند تا نسبيت را وارد يك نظريه كوانتومي گرانش كنند. امروزه براي رسيدن به اين مقصود دو نظريه بيشتر مورد توجه قرار دارد. يكي از آنها به نام گرانش كوانتومي حلقوي، اساس نظريه اينشتين را دست نخورده نگه مي دارد ولي روش به كارگيري آن در مكانيك كوانتومي را تغيير مي دهد. ولي نگرش دوم كه به عقيده ي من آينده بهتري خواهد داشت، نظريه ريسمان است. اين نظريه اصلاحي واقعاً انقلابي از تئوري اينشتين است. انديشه ي پايه اي در نظريه ريسمان اين است كه ذرات بنيادي نقطه اي شكل نيستند بلكه اجزاي تك بعدي و بي نهايت باريك هستند. اين ساختارها ريسمان ناميده مي شوند. همه ذرات مثل پروتون ها ونوترون ها از ذرات بنيادي به نام كوارك تشكيل شده اند. كوارك ها توسط مبادله ذراتي به نام گلوئون با هم رابطه برقرار مي كنند. گلوئون حامل نيروي قوي هسته اي است و نقش آن چسباندن (glue ) كوارك ها به همديگر است.

دليل اينكه دانشمندان سرانجام به نظريه ريسمان رسيدند، اين است كه آنها متوجه شدند كه ذرات بنيادي شامل تعداد زيادي ذره هستند كه هر كدام ويژگي مخصوص خود را دارند. كه اين به دليل وجود تعداد نامحدود مدل هاي ارتعاشي براي يك ريسمان است. ريسمان ها خواص مهمي دارند كه دانشمندان به آنها لقب جادوي ريسمان كوانتومي مي دهند.

1-  اگر قوانين مكانيك كوانتومي را بر ريسمان ها اثر دهيم، خواص جديدي ظاهر مي شوند كه به دانشمندان در تحليل نظريات خود ياري مي رسانند.

2-  ريسما ن هاي كوانتومي حتي اگر بدون جرم باشند، اندازه حركت زاويه اي دارند برعكس فيزيك كلاسيك كه هيچ جسم بدون جرمي نمي تواند اندازه حركت داشته باشد. اين خاصيت سبب مي شود كه آنها بتوانند به طور دقيقي ويژگي هاي ناقلاني مثل فوتون و گراويتون را توضيح بدهند.

3-  ريسمان هاي كوانتومي خواستار ابعاد اضافي از فضا هستند. براي سازگار بودن معادلات ارتعاشات ريسمان ها دو گزينه پيش روي ما قرار دارد. يعني يا فضا- زمان بايد انحناي شديدي داشته باشد كه با مشاهدات در تضاد است يا اينكه حداقل 6 بعد فضايي اضافي داشته باشيم.

4 -  دانشمندان در بعضي از موارد ناچارند ثابت هاي فيزيكي را متغّير در نظر بگيرند. اين ثابت ها در نظريه ريسمان به صورت ميدان پديدار مي شوند( بيشتر شبيه ميدان الكترومغناطيسي) كه مي تواند مقادير آنها را به صورت پويا و فعال تنظيم كند.

سرانجام ريسمان هاي كوانتومي برخي تقارن هاي جديد و جالب را به فيزيكدانان معرفي كردند كه به دوگانگي معروفند.

يكي از آنها به نام دوگانگي T نوعي تغيير شكل است كه در مورد فضاهايي كه حداقل يك بعد توپولوژيكي دايره اي شكل دارند، مصداق دارد و مطابق آن ابعاد اضافي كوچك و بزرگ معادل يكديگر هستند.

منشأ تمام اين دوگانگي ها اين واقعيت است كه ريسمان ها حركات خيلي پيچيده اي دارند. تمامي ويژگي هاي سحرآميز ريسمان هاي كوانتومي يك هدف مشترك دارند: آنها از بي نهايت بيزارند و به هرصورتي كه ممكن است سعي در مهار آن دارند. نظريه پردازان ريسماني توقع دارند كه اگر تاريخچه ي عالم را در طول زمان به عقب بياوريم، انحناي فضا-زمان روبه افزايش نهد ولي به جاي اينكه تمام مسير به سوي بي نهايت را طي كند.( كه طبق نظريه رايج انفجار بزرگ به نقطه تكنيكي برسد). سرانجام به يك نقطه ي ماكزيمم مي رسد و دوباره كاهش پيدا مي كند. براي رسيدن به اين مقصود، نظريه پردازان ريسماني، دست به خطر زده و در مورد جهان پيش از انفجار( يا پيش-مهبانگ) حدس هايي زده اند.  دو تاي اين حدس ها گسترش بيشتري پيدا كرده اند. اولين آنها كه من و همكارانم در سال 1991 آغاز به پروراندن و توسعه دادن آن كرديم، الگوي پيش- مهبانگي ناميده مي شود كه دوگانگي Tرا با تقارني كه در وارونگی زماني كشف شده( كه مطابق آن معادلات فيزيكي در طول زمان چه رو به جلو و چه رو به عقب به نحو يكساني عمل مي كنند) تركيب مي كند. در نتيجه اين تركيب سبك جديد و بسيار با ارزشي به وجود مي آيد كه در آن عالم به عنوان نمونه،پنج ثانيه پيش از انفجار بزرگ با همان آهنگ پنج ثانيه پس از آن در حال انبساط بوده است ولي نرخ تغيير انبساط مخالف هم بودند.

در نتيجه به طور خلاصه اين امكان وجود دارد كه انفجار بزرگ نقطه آغازين عالم نبوده  بلكه تنها انتقالي شديد و ناگهاني از شتاب افزايش به شتاب كاهنده بوده باشد. مطابق اين سناريو، تصوير عالم پيش- مهبانگ به طور تقريبي آينه تمام نماي جهان پس- مهبانگ بوده است. اگر جهان آنقدر در آينده جاودانه بماند كه محتويات آن بسيار رقيق و سرانجام ناپديد شوند، در آن صورت بايد داراي گذشته اي جاوداني نيز بوده باشد. جهان در گذشته بي نهايت دور،تقريباً خالي بود و فقط شامل گازي رقيق،بسيار پراكنده و آشفته از تابش و ماده بوده است. به دنبال گذشت زمان نيروها قدرتمند تر شدند و به جمع آوري مواد كنار يكديگر پرداختند.به صورت تصادفي بعضي نواحي فضا مواد را حوالي خود گردآوري كردند. سرانجام چگالي آن نواحي چنان افزايش يافت كه منجر به شكل گيري سياهچاله ها شد. سپس ارتباط مواد درون آن نواحي با خارج قطع شد و جهان به نواحي تكه تكه اي تقسيم شد.

درون يك سياهچاله، فضا و زمان نقش هاي خود را با يكديگر عوض مي كنند. مركز يك سياهچاله، نقطه اي از فضا نيست بلكه لحظه اي از زمان است. ماده سقوط كننده داخل سياهچاله، هرچه به سوي مركز آن پيش مي رفت، به چگالي بيشتر و بيشتري دست مي يافت. هنگامي كه چگالي،دما وخميدگي مقدار مجاز در نظريه ريسمان را پشت سر گذاشتند،تغيير وضعيت داده و شروع به كاهش كردند. لحظه ي اين بازگشت همان چيزي است كه ما آن را انفجار بزرگ مي ناميم عالم ما داخل يكي از همين سياهچاله ها تشكيل شد.

در ديد اوليّه امكان دارد اين ايده ها همانند اصولي در ماوراي فيزيك به نظر برسند ايده هايي جالب كه تعيين صحّت يا نادرستي آنها از عهده راصدان خارج است. اين طرز فكري بسيار بدبينانه است. همانند اجزاء دوره انبساط، يك دوران بيش- مهبانگي احتمالي نيز مي تواند پيامد هاي قابل مشاهده اي به خصوص براي تغييرات جزئي يافت شده در دماي پس زمينه مايكروويو كيهاني داشته باشد. امواج گرانشي با هر اندازه اي، نشانه مجزاي مربوط به خود را در قطبي كردن زمينه مايكروويو بر جاي مي گذارند. رصد گر هاي آينده، نظير ماهواره پلانك آژانس فضايي اروپا بايد قادر باشند كه اين نشانه را در صورت وجود مشاهده كنند.در آن صورت ما مي توانيم ادعا كنيم كه آزمون سرنوشت سازي را پشت سر گذاشته ايم. با همه اين گفته ها، زمان چه هنگامي آغاز شده است؟ دانش هنوز نمي تواند با قاطعيت به اين پرسش پاسخ دهد. امّا لااقل دو نظريه كه قابل آزمايش هستند، ظاهراً بيان مي كنند كه عالم و در نتيجه زمان ،مدت ها پيش از انفجار بزرگ وجود داشته اند. هر کدام از اين مدل ها اگر درست باشند، عالم هميشه برپا بوده است و حتی اگر روزی دوباره متلاشی شود هرگز به پايان راه خود نخواهد رسيد.

   

                                                             جواد عزيزی

 منبع:  Scientific American  May 2004                                                               

 
|+|
نگارش شده توسط یک ذهن سیالی در یکشنبه سوم دی 1385 و ساعت 8:46
تعریف زمان

                          زمان چیست؟

اندیشه های مختلف، تعاریف متفاوتی ارائه می دهند:

-         زمان مجموعه ای از لحظه هاست.

-         زمان موجود به موجود وهمی است.

-         زمان عبارت از فلک الافلاک است.

-         اصولاً زمانی وجود نداردو تصور ذهن ماست.

-         زمان مقدار حرکت است.

-         زمان حرکت چرخشی آسمان هاست.

-         زمان چیزی است که از ناگهانی روی دادن جلوگیری می کند.

-         زمان عبارت از آنات متناهیه یا متلاقیه است.

-         زمان جاری شدن رویدادها از کنار سکون است.

-         زمان مقدار وجود است.

-         زمان امر مرهوم است.

-         زمان ذات واجب الوجود است.

-         نسبت متغیر به متغیر زمان است.

-         زمان بعد علیت است.

-         و...

                             تعریف شما از زمان چیست؟

 

|+|
نگارش شده توسط یک ذهن سیالی در یکشنبه سوم دی 1385 و ساعت 8:41
از یک فیزیک دان
  جهان به آن اندازه که ما تصور می کنیم عجیب نیست

                               بلکه 

           عجیب تر از آن است که تصور کنیم.

|+|
نگارش شده توسط یک ذهن سیالی در شنبه دوم دی 1385 و ساعت 10:55