دانلود مقاله نظریه کوانتوم
دسته بندي :
مقاله »
مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 9 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
مقدمه
جي . رابرت . اوپنهايمر در كتاب علم و فرزانگي در رابطه با سرگذشت كوانتوم چنين مي گويد : « شايد هرگز تمامي تاريخ اين حادثه روايت نشود . براي عرضه كردن آن هنري به آن اندازه توانا لازم است كه براي روايت كردن سرگذشت اوديپوس يا كرامول ضرورت داشته است ، ولي اين حادثه در قلمروي چندان دور از تجربه هاي روزانه ي ما صورت پذيرفته است كه كم تر احتمال آن مي رود كه شاعر يا مورخي از آن با خبر شود . »
اين داستان ، سرگذشت انقلابي پر تلاطم است ؛ سرگذشت فروپاشي و انقراض فيزيكي از خود راضي است كه ساليان دراز بر حوزه اي محدود فرمان رانده بود و سرگذشت دوران فطرتي است كه نابودي اش را از پيش تناقضات دروني اش رقم زده بودند ، و سرانجام سرگذشت ظهور توفان آساي نظامي از هفت آب گذشته يعني مكانيك كوانتومي است .
درآمد
در آزمايشگاهي كاملاً تاريك ، ماشيني الكتريكي قرار گرفته است و روي آن دو كره ي فلزي سوار شده است . اين همان ماشين متعارف ايجاد جرقه هاي الكتريكي است كه زائده اي كوچك هم بر آن اضافه شده است .دو صفحه ي فلزي با ميله هاي رساناي باريكي به اين كره ها متصل شده اند .
در روي ميز ديگر ، حلقه ي ساده ي تقريباً از سيمي سخت و محكم بر پايه اي عايق سوار شده است . از نظر آزمايشگر شكاف كوچكي كه در اين حلقه است چزء اصلي دستگاه به شمار مي آيد . اگر درست حدس زده باشد ، در همين جا ست كه راز از پرده بيرون خواهد افتاد .
همه چيز آماده است ، آزمايشگر كليدي را وصل مي كند تا جرقه ها با سر و صدا بين دو كره رد و بدل شوند . او از جرقه ها روي بر مي گرداند و مدتي منتظر مي ماند تا چشمش به تاريكي عادت كند . آيا اين كه او مي بيند شكاف حلقه از فروغ ضعيفي پر شده است حقيقت دارد يا تصوري بيش نيست ؟ پاسخ دادن به اين پرسش آسان نيست . ممكن است فقط بازتاب نوري باشد . به آرامي پيچي را كه دو سر حلقه را به هم نزديك مي كند مي چرخاند . با باريك تر شدن شكاف ، فروغ درخشان تر مي شود . باز هم دوسر حلقه را به هم نزديك تر مي كند تا سرانجام تقريباً با هم تماس پيدا مي كنند . حال ديگر ترديدي باقي نمانده است .
به همين سادگي بود كه آدمي براي نخستين بار زيركانه به وجود سيگنال راديويي پي برد .
اين واقعه در سال 1887 روي داد و آزمايشگر ، يك فيزيكدان برجسته ي آلماني بود به نام هاينريش هرتز .
ارزش اقتصادي اين كشف بي اندازه بود . پس چرا انسان قابلي چون هرتز امتياز هاي بهره برداري از آن را براي ماركوني واگذاشت ؟
چيزي كه هرتز را به انجام آزمايش هاي دوران سازش واداشت ، به هيچ روي فكر ابداع چيزي عملي چون تلگراف راديويي ( تلگراف بي سيم ) نبود . شايد تلگراف راديويي هم مهم ترين حاصل اين آزمايش ها به شمار نمي رفت . هرتز سدي را مي شكست كه مدتي مديد دانشمندان را از پيشرفت بازداشته بود : آزمون درستي نظريه اي رياضي كه به نور ، الكتريسيته و مغناطيس مربوط مي شد و سه سال پيش تر از سوي جيمز كلرك ماكسول ، فيزيكدان اسكاتلندي ، مطرح شده بود . و ستايش اين آزمايش از سوي همگان به دليل اين بود كه هرتز توانسته بود اين واقعيت را به طريق تجربي اثبات كند . اما مقدر بود كه اين پديده ي ظاهراً پيش پا افتاده و بي اهميت ، در دست اينشتين نقش خطيري در انقلاب كوانتومي بازي كند .
براي آن كه ارزش كار ماكسول و هرتز و تمامي سرگذشت كوانتوم را بفهميم ، بايد نخست نگاهي كوتاه به بعضي از نظريه هايي بپردازيم كه آدمي درباره ي نور پرداخته است . گرچه در دوران معاصر ، دانشمندان يهودي برجسته اي وجود داشته اند ، ولي حكماي عبراني باستان مايه ي چنداني در پژوهش علمي از خود نشان ندادند . ايشان با اداي اين گفته كه " و خدا گفت نور باشد ؛ و نور شد " ، از كنار مسئله ي نور به سرعت گذشتند تا به مسائل مهم تري بپردازند . نور در نزد آن ها چيزي بيش از ضد تاريكي ، و شرطي براي توانايي ديدن نبود .
اما يونانيان با شم علمي قوي تري ، ايده ي نويني را با اهميت بسيار مطرح كردند . آنان درك كردند كه بايد چيزي وجود داشته باشد كه در فاصله ي ميان چشمان ما ، چيز هايي كه مي بينيم ، و چراغ هايي كه آن ها را مي افروزند ، پلي ارتباطي برقرار كند . لذا به نور واقعيتي عيني بخشيدند و به مطالعه اش برخاستند ونظريه هايي پيرامون آن پرداختند . هنگامي كه دانشمند امروزي از نور سخن مي گويد يك چنين چيزي در ذهن خود دارد . تمايز ميان صرف قدرت ديدن ، و نور عيني تمايزي مهم است ، درست مانند تمايزي احساسي كه از اصابت سنگ به آدمي دست مي دهد و خود سنگ كه فضا را مي پيمايد تا به هدف اصابت كند .
متأسفانه ، يونانيان پس از آغازي چنين درخشان ، درگير نظريه هاي متضاد شدند . يكي از اين نظريه ها مي گفت نور چيزي است كه مانند آبي كه از مجرايي تنگ بيرون مي آيد ، از چشم ها جريان پيدا مي كند . بر پايه ي اين ايده ، وقتي يك شيء را مي بينيم كه اين جريان نور را به سويش متوجه كنيم تا با آن برخورد كند ؛ همان طور كه مثلاً يك نابينا با پيش بردن دست ها و لمس كردن چيزي ، آن چيز را « مي بيند » . اين نظريه اين نكته را توضيح مي دهد كه هرچيز را تنها هنگامي مي بينيم كه روبه رويمان باشد ، و نيز اين كه با چشمان بسته نمي توانيم ببينيم ؛ اما نمي تواند توضيح دهد كه مثلاً چرا در تاريكي نمي توانيم ببينيم . در گيرودار
پاسخ گويي به اين ايراد ها ، افلاطون فيلسوف نظريه اي پرداخت كه بي گمان ، در فراواني ساز و كارهاي زائد ، بي همتاست . او برهم كنشي سه گانه ميان سه جريان مختلف قائل بود ، يكي از چشمان ، يكي از آن چه ديده مي شود ، و يكي از چراغي كه آن را روشن مي كند ! مشكل افلاطون در كج نهادن خشت اول بود . بر مبناي ايده هاي جديد ، هر شيء به اين علت ديده مي شود كه نور از آن به چشم ما وارد مي شود نه اين كه از چشمان خارج شود ، و جالب اين جاست كه اين نكته ، يكصد سال پيش از افلاطون ، از جانب فيثاغورث بزرگ ، با قوت تمام مطرح شده بود . نظريه ي فيثاغورثي ساده است . بنابراين نظريه ، نور چيزي است كه كه از هر جسم درخشاني در تمام جهات جريان پيدا مي كند و پخش مي شود ، فقط در برابر موانع فوراً به عقب برمي گردد . اگر نور ، سرانجام به طور تصادفي وارد چشمان شود ، در ما احساس ديدن چيزي را به وجود مي آورد كه نور در واپسين مرحله از روي آن جهيده است ...
هرکسی از نظریه کوانتوم شوکه نشود آن را نفهمیده است. نیاز بوهر
حوزه هاي معدودي از پژوهش علمي وجود داشته اند كه مانند نظريه كوانتوم تاثير عميقي بر فلسفه داشته باشند. دليل امر به اين حقيقت مربوط مي شود كه به قول نويسنده كتاب هاي علمي جان گريپين: «در دنياي مكانيك كوانتوم، قوانين فيزيك كه براي هر كسي آشنا هستند ديگر عمل نمي كنند، در عوض احتمالات هستند كه بر رويدادها حكم مي رانند.»آلبرت اينشتين، برخلاف بور، نه تنها از برخي از استلزامات نظريه كوانتوم تكان خورده بود، بلكه از آنها هراسان بود. چنانچه مشهور است او با عدم قطعيت كوانتومي با همين اظهارنظر صريح مخالفت مي كرد كه: «خدا تاس نمي اندازد.» اروين شرودينگر يكي از معماران نظريه كوانتوم، كه به همان اندازه از اين وضع آشفته بود، تجربه خيالي ساده اي را طرح كرد تا بيهودگي يكي از اين استلزامات را نشان دهد. او اتاقي دربسته يا جعبه اي را تصور كرد كه گربه اي زنده درون آن قرار دارد و نيز حاوي «وسيله اي جهنمي» شامل يك شيشه سيانور و مقدار كمي ماده راديواكتيو است. اين مقدار ماده راديواكتيو آن قدر كم است كه در طول يك ساعت ممكن است يكي از اتم هاي ماده راديواكتيو متلاشي شود، اما با احتمالي مشابه ممكن است هيچ كدام از اتم ها دچار تلاشي نشود. اگر اتم راديواكتيو تجزيه شود پرتوهاي حاصل يك شمارشگر گايگر را به كار مي اندازد و از طريق يك رله چكش كوچكي را فعال مي كند كه شيشه سيانور را مي شكند و باعث مرگ گربه مي شود