مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

 

 

فیزیک از آغاز تا امروز

فیزیک یونانی

مقدمه

یونانیان با تقسیم بندی گنبدهای آسمانبرای هر یک از سیارات گنبدی خاص قائل بودند. نخستین کشفیات فیزیکی هنگامی صورت گرفتکه تلاش گسترده ای برای برهانی کردن ریاضیات آغاز شده بود. در این زمان الکتریسیتهو مغناطیس جدا از یکدیگر کنجکاوی انسان را برانگیخت. ذرات تشکیل دهنده ی جهان تقسیمبندی شد و نظریه ی اتمی ماده مطرح و اتر به عنوان عنصر کامل، این تقسیم بندی راتکامل بخشید. کروی بودن شکل زمین بطور مستدلل اثبات و حرکت دوار کائنات به دور زمینکه تصور می شد دایره منحنی کامل است، از بدیهیات محسوب می شد. منطق قیاسی کشف گردیدو تمام افکار و نظریات علمی را تحت تاثیر خود قرار داد استفاده از هندسه در نجوم آغاز شد. فاصلهی زمین تا تا ماه و خورشید محاسبه و نظریه زمین مرکزی زیر سئوال رفت. اما همچناناعتقاد عموم بر آن بود که زمین مرکز جهان است .

دستگاه زمین مرکزی تحت تاثیر تقدس دایرهها حرکت پیچیده ی سیاره ها را با استفاده از مدارهای تدویر توجیه کرد. مکانیکیونانی بر اساس نظریه زمین مرکزی بخوبی علت سقوط اجسام به طرف زمین را توجیه میکرد. یونانیان حرکت مستقیم نور را بیان و به تشریح خواص آینه ها پرداختند. اما منطققیاسی چنان بر افکار علمی آنان تسلط داشت که فیزیک یونانی را به بن بستکشید

 

نخستین اندیشه های علمی

انسان به دلیل ارتباط مستقیم و تنگاتنگیکه با طبیعت دارد از همان آغاز تفکر و تعمق خویش به پدیده های طبیعی نظر داشت وبرداشت های معینی از آنها به عمل می آورد. طبعاً آسمان که از آن باران، برف و نوربه انسان می رسید و نیز ستارگان شفاف در آن دیده می شد، جزء نخستین برداشت هایانسان بود و در نتیجه اولین اظهار نظرهای علمی در خصوص این پدیده لایتناهی بوسیلهانسان به عمل آمده است. در این راستا اولین نظریه های علمی توسط یونانیان ارائه شدهاست در آسمان هیچ چیزی نیست که در یک نگاهساده، خیلی دور به نظر برسد. بنابراین در نخستین برداشتها از جهان، طبیعی است کهگمان شود آسمان سایبان محکمی است که اجسام درخشان آن، همچون دانه های الماس، بر سقفآن چسبیده اند. این چنین بود که یونانیان باستان عقیده داشتند که آسمان بر شانه هایاطلس رب النوع یونانی قرار دارد .

اسطوره های یونانی دلالت بر آن داشت که کهآسمان از یکی دو متری بالای قله کوه ها چندان بالاتر نیست. در قرن ششم تا چهارم پیشاز میلاد، اخترشناسان یونانی بوجود تنها یک سایبان شک کردند. زیرا در اوضاع نسبیستارگان ثابت که به برداشت آنان حول زمین حرکت می کردند، ظاهراً تغییری نمی دیدند،اما اوضاع نسبی خورشید، ماه و پنج سیاره عطارد، زهره، مریخ، مشتری و زحل تغییر میکرد. بنابراین مسلم بنظر می رسید که سیاره ها نمی توانند به گنبد ستارگان متصلباشند یونانیان فرض کرده بودند که هر سیاره دریک گنبد نامرئی اسقرار یافته است و گنبدها یکی روی دیگری جا گرفته است. بر این اساسنزدیکترین گنبد از آن ماه است که تندترین حرکت را دارد. پس از آن به ترتیب گنبدهایمربوط به عطارد، زهره... و خورشید قرار دارند .

کاملاً طبیعی است که با چنین طبقه بندیپرسش هایی در مورد ابعاد جهان و موقعیت زمین و شکل و همچنین اجزای تشکیل دهنده آنپیش آید. احتمالاً این پرسش ها زمانی شکل گرفت که روشهای تجربی ریاضیات دیگر کفایتنمی کرد. بنابراین می توان حدس زد هنگامی که این سئوال پیش آمد که چرا قطر دایرهآنرا نصف می کند، تفکر در مورد مسیر حرکت سیارات نیز اوج گرفت. شاید منطقی باشد کهکوشش برای برهانی کردن ریاضیات را با پیدایش نخستین نظریه های فیزیکی همزمانبدانیم، این تصور زمانی قوت بیشتری می گیرد که می بینیم نخستین کشفیات ثبت شدهریاضی و فیزیکی متعلق به یک نفر است. تالس ملطی اولین فرد شناخته شده ای است کهکشفیات ریاضی و فیزیک به او نسبت داده شده است .

 

2-1

الکتریسیته و مغناطیس

در حدود 600 سال قبل از میلادتالس ملطی متوجه شد که هرگاه صمغ فسیل شده ای که درسواحل بالتیک یافته بود، که ما امروز آنرا کهربا می نامیم و در آنروزالکترون Elektronنامیده می شد، با یک قطعه پوست مالش داده شود، میتواند پر، نخ یا کرک را بخود جذب کند همچنین کلمه ی ماگنت Magnetبه معنی آهنربا از یک شهر قدیمی یونانبنام ماگنیا Magnesiaکه در نزدیکی آن نخستین سنگ آهنربا کشفشده بود، گرفته شده است. آهنربا اکسیدی از آهن است که خواص مغناطیسی یعنی آهنرباییدارد. گفته شده است که تالس نخستین کسی بود که خواص آنرا تشریح کرده است. گفته اندکه تالس در سال 585 قبل لز میلاد وقوع کسوفی را پیشگویی کرد و کسوف به وقوعپیوست .

3-1

عناصر تشکیل دهنده ی جهان - اتم

امیدوکس در حدود سال 480 قبل از میلاد نظرداد که زمین از چهار عنصر خاک، هوا، آّ و آتش تشکیل شده است. یونانیان در باره یاین موضوع بحث می کردند که آیا می توان ماده را به اجزایی کوچکتر و هر جزء را بهجزء کوچکتر و باز هم کوچکتر تقسیم کرد و این عمل تجزی را تا بینهایت ادامه داد؟ یااینکه این عمل تجزیه محدود است؟ دوموکریتوس در حدود 45 قبل از میلاد محدود بودن عملتجزیه را بیان کرد. وی اظهار داشت همه ی اجسام از ذره ی غیر قابل تجزیه ای به ناماتم Atom تشکیل شده است. اتم در یونانی به معنی غیرقابل تقسیم است. وی حتی نظر داد که مواد متفاوت از اتمهای مختلف یا ترکیبات آنهاساخته شده است و با تغییر آرایش اتمها می توان ماده ای را به ماده ی دیگر تبدیلکرد. ارسطو و سایر فلاسفه رواقی نظریه دموکریتوس را نپذیرفتند، ایشان اعتقاد داشتندکه فضا و ماده بصورت پیوسته است، یعنی می توان یک قطعه از ماده را بدون حد و مرز بهقطعه های کوچک و باز هم کوچکتر تقسیم کرد، بی آنکه به ذره ی غیر قابل تقسیمی برسیم. در مورد عناصر تشکیل دهنده ی جهان ارسطو تصور می کرد، در آنسوی لایه های آب، هوا،خاک و آتش، عنصر کامل و غیر زمینی دیگری وجود دارد که وی آنرااتر Ether در یونانی به معنی پنجم نامید. در اینتقسیم بندی جایی برای عدم وجود نداشت. در ضمن انتهای هیچکدام از لایه ها مشخصنبود .

 

4-1

نجوم

یونانیان عقیده داشتند که زمین به شکل کرهاست. فیثاغورس اولین کسی بود که کروی بودن زمین را در سال 525 قبل از میلاد بیانکرد. اما نخستین استدلال ها در مورد کروی بودن زمین منصوب به ارسطو است. وی در کتابدر باره ی افلاکنوشت، زمین جسمی کروی است و نه یک سطح صاف و برای این ادعادو دلیل آورد. نخست آنکه او دریافته بود که ماه گرفتگی به دلیل قرار گرفتن زمین بینماه و خورشید است، چون سایه زمین بر روی ماه همواره گرد است، پس زمین باید کرویباشد که سایه اش دایره می شود. دومین دلیل این بود که یونانیان طی سفرهای خود متوجهشده بودند که ستاره شمال، در مناطق جنوبی پائین تر از نواحی شالی در آسمان ظاهر میشود، و چ.ن ستاره شمال بر فراز زمین ظاهر می شود، این جابجایی تنها در صورتی میتواند رخ دهد که زمین کروی باشد ارسطو به محاسبه محیط دایره استوا پرداختو رقم چهارصد هزار استادیم را به دست آورد که با احتساب هر استادیوم یکصد و هشتادمتر، رقم به دست آمده تقریباً دو برابر رقم پذیرفته شده ی کنونی است ارسطو عقیده داشت که زمین ثابت و مرکزجهان است و خورشید، ماه و سیارات و ستارگان در مدارهای کروی دور زمین می چرخند وبیش از پیش به تثبیت این عقیده یونانیان پرداخت که کره شکل کامل است .

آریستاخوس، ریاصیات را در نجوم به کاربرد. وی با استفاده از ابزاهای ابتدائی در حدود 280 قبل از میلاد به محاسبه فاصله یزمین و خورشید پرداخت. آریستاخورس متوجه شد که انحنای سایه زمین، وقتی از ماه میگذرد می بایستی ابعاد نسبی زمین و ماه را نشان دهد. وی پس از محاسبه ی فاصله زمین وماه و تشکیل مثلث قائم الزاویه فرضی، هنگامیکه ماه در تربیع اول بود، فاصله زمین تاخورشید را تعیین کرد. بنظر وی خورشید تقریباً بیست برابر دور تر از ماه قرار داشت. هرچند ارقام به دست آمده درست نبود، ولی آریستاخورس نتیجه گرفت که خورشید بایدحداقل هفت برابر بزرگتر از زمین باشد. وی با غیر منطقی بودن گردش خورشید بزرگ بهدور زمین کوچک، نظر داد که زمین باید به دور خورشید بگردد. البته نظر آریستاخورسپذیرفته نشد. چون وی نظریه خورشید مرکزی منظومه شمسی را ارائه داد، امروزه به عنوانکپرنیک عهد باستان شناخته می شود .

اراتستن در حدود 240 قبل از میلاد متوجهشد که روز اول تابستان در آسوان، خورشید در بالای سر است و در اسکندریه که 800کیلومتر با آن فاصله دارد، در بالای سر نیست. وی نظر داد که سطح زمین باید نسبت بهخورشید، انحنا داشته باشد. وی با استفاده از طول سایه ای که هنگام ظهر اول تابستاندر اسکندریه تشکیل می شود، و مقایسه ی آن با طول سایه در روز اول تابستان در آسوانو با استفاده از هندسه خطوط مستقیم، انحنای زمین را با فرض کروی بودن آن حساب کرد. در نتیجه محیط و قطر زمین را تعیین کرد. ارقامی که آراتستن به دست آورد، 12800کیلومتر برای قطر زمین و چهل هزار کیلومتر برای محیط زمین بود که تقریباً با اعدادمورد قبول امروزی مطافقت دارد .

هیپارخوس در حدود 150قبل از میلاد و بااستفاده از روش آریستارخوس به محاسبه فاصله ی زمین و ماه پرداخت. وی فاصله زمین تاماه را سی برابر قطر زمین به دست آورد. اگر قطر زمین را مطابق رقم اراتستن در نظربگیریم، فاصله زمین تا ماه که هیپارخوس حساب کرد برابر 384000 کیلومتر می شود کهتقریباً درست است. همچنین هیپارخوس گزارشی از انحراف ماه و خورشید از حرکت دایره ایداد است. چون ماه در مدار خود به دور زمین گاهی در شمال استوا و گاهی در جنوب استوااست، سبب این انحراف می گردد. هیپارخوس با اشاره به این امر بدون ذکر دلیل، اظهارداشت که این انحراف سبب می شود که خورشید در هر سال حدود پنجاه ثانیه قوسی در سمتراست مشرق به نقطه اعتدال می رسد. چون به این ترتیب در هر سال نقطه اعتدال جلوتر میآید، هیپاهرخوس این تغییر مکان را تقدیم اعتدالیون نامید که هنوز هم به همان نامشناخته می شود .

اخترشناسان بعدی از هیپارخوس تا بطلمیوسحرکات اجرام آسمانی را بر مبنای این نظر مورد مطالعه قرار دادند که زمین ساکن ومرکز جهان است. ماه در 384000کیلومتری آن و اجسام دیگر آسمانی دورتر و در فاصله اینامعین از آن هستند. چون دایره را منحنی کامل می پنداشتند، نتیجه می گرفتند که تماماجرام آسمانی بایستی در مسیرهای دایره ای به دور زمین بچرخند. اما مشاهدات آنها کهاز کشتیرانی و تدوین تقویم برخاسته بود، نشان می داد مسیر سیاره ها دایره های کاملیو ساده ای نیستند. بنابراین هنگامیکه بطلمیوس دستگاه زمین مرکزی خود را تنظیم کرد،مسیر سیاره ها را در ترکیبی از دایره های پیچیده نشان داد .

 

5-1

دستگاه زمین مرکزیبطلمیوس

بطلمیوس در حدود 150 میلادی رساله ی پرنفوذی به نامسونتارکنس ماتماتیکا یامجموعه ی ریاضی نوشت. هر چند این رساله بر نوشته های هیپارخوس مبتنی است، اما بهخاطر فشردگی و زیبایی چشمگیرش مورد توجه قرار گرفت. شارحین بعدی برای متمایز ساختنآن از آثار کم اهمیت تر صفت مجیسته یا مجسطی به معنی بزرگترین را به آن منسوبکردند. مترجمین عرب زبان حرف تعریف ال را پیشوند کردند و آنرا المجسطینامیدند

بطلمیوس در المجسطی پدیده هایی را بررسیمی کند که بستگی به کرویت زمین دارند. سپس دستگاه زمین مرکزی نجوم را طرح ریزی میکند که قریب به 1500 سال مورد پذیرش عموم بود. المجسطی قدیمی ترین کوشش مجدانه درراه تبیین حرکت شناسی منظومه شمسی است. اما در توجیه حرکتهای پیچیده ی سیاره ها کهفاصله ثابتی با زمین ندارند، روی مدارهای دایره ای عاجز بود. بنابراین مفهموممدارهای تدویر را بکار گرفت

طبیق این نظریه هم سیاره روی دایره ایحرکت می کند کهمرکز آن به نوبه یخود روی دایره ای به مرکز زمین حرکت می کند. بطلمیوس مجبور شد بهانواع دیگر مدار هم توسل جوید، اما هر کدام از اینها نیزدایره تقدس خود را بهعنوان شکل اصلی حرکات سیاره ها حفظ کرد

 

6-1

مکانیک یونانی

هرچند مکانیک یونانی به اندیشه های ارسطوخلاصه نمی شود، اما نظریه های وی تاثیری بس عمیق بر افکار اندیشمندان برای قرونمتمادی داشت. ارسطو ادعای ریاضیدان بودن نداشت، اما تسلطی خارق العاده بر روشهایریاضی داشت و سازمان دهنده ی منطق قیاسی بود. هراکلیدسدر 350 سال قبل ازمیلاد گفت: تصور اینکه زمین به دور خورشید می گردد بسیار ساده تر از این تصور استکه تمامی گنبد آسمان به دور زمین می چرخد. اما این گفته مورد پذیرش ارسطو واقع نشد. ارسطو بیش از هر کی دیگری اسیر دستگاه منطق قیاسی که خود بوجود آورنده اش هستبود .

با توجه به اینکه ارسطو اعتقاد داشت زمینمرکز جهان است، بخوبی می توان دیدگاهش را در باره ی علت سقوط اجسام بر سطح زمینتوجیه کرد.به اعتقاد ارسطو هر شئی به اصل خویش باز می گردد و مکان واقعی خود راجستجو می کند. چ.ن سنگ از جنس خاک است به طرف زمین سقوط می کند و چون دود از جنسآتش است به طرف هوا صعود می کند. در مورد سقوط آزاد اجسام گفته است که اگر دو جسمبا سنگینی مختلف را از فاصله ی معینی رها کنیم، جسم سنگین تر زودتر به زمین می رسد. این برداشت نمی توانست علت همه حرکت ها را توجیه کندّ اما دلیل سکون اجسامرا توجیهمی کرد. به اعتقاد ارسطو نیروی خارجی عامل حرکت بود. وی در این مورد چنین گفته است:

جسم متحرک هنگامی به حالت سکون در می آید که نیرویی که آنرا در امتداد خود بهحرکت واداشته است، دیگر نتواند بر آن اثر کند و آنرا براند بنابراین به برداشتارسطو نیروی خارجی عامل حرکت بود و در غیاب نیروی خارجی همه ی اجسام به حالت سکوندر می آمدند .

 

 

7-1

نور

فلاسفه ی یونان اعتقاد داشتند همانگونه کهچوب دستی یک نا بینا به مانعی برخورد می کند و آنرا برای وی مشخص می کند، پرتوهاینور نیز از چشم خارج شده به اجسام برخورد می کنند و با بازگشت به چشم آنها رانمایان می سازد. اما نظریه دیگری نیز در مورد حرکت و منشاء آن وجود داشت. برخیاعتقاد داشتند نور از اجسام فروزان منتشر می شود و به چشم می رسد .

افلاطون از خمیدگی ظاهری اجسام در خالیکهکه بخشی از آن در آب فرو رفته، سخن گفته است. اقلیدس انتشار مستقیم نور و قانونبازتابش آن را بیان کرده است. ارشمیدس از خواص آینه ها سخن گفته است. هرون نیز بهتشریح خواص آینه ها پرداخته و مسائلی راجع به ساختن آینه ها با خواص معین را بیانکرده است. وی حتی طرز ساختن آینه هایی را که بوسیله آن شخص بتواند پشت سر خود راببیند، و یا وارونه دیده شود ارائه کرده است. همچنین هرون به تشریح این امر پرداختهکه نور کوتاهترین مسیر بین دو نفطه را می پیماید. بطلمیوس شکست نور را مورد بررسیقرار داد و به اندازه گیری زاویه تابش و باز تابش همت گماشت .

 

8-1

بن بست فیزیک یونانی

یناونیان دانشی را که با زندگی روزمرهارتباط داشت کم ارزش می شمردند. ولی در ریاضیات موفقیت چشمگیری کسب کردند. ریاصیاتیکه به اعتقاد آنان بر اساس یک سری اصول بدیهی شکل گرفته بود و سایر قضایا را بوسیلهمنطق قیاسی استنتاج می کردند. یونانیان چنان دلباخته ی آن شدند که قیاس را تنهاوسیله ی معتبر کسب دانش می پنداشتند. اما می دانستند. که قیاس برای پاسخگویی بهبرخی از پرسش ها کافی نیست. مثلاً فاصله دو شهر را بوسیله قیاس نمی توانستند به دستآورند، بلکه باید اندازه گیری می کردند. هرگاه که لازم بود، طبیعت را مشاهده میکرند، ولی این امر با رقبت انجام نمی گرفت. در هیچ جا ثبت نشده که ارسطو دو سنگناهم وزن را بسوی زمین رها کرده باشد تا نظر خود را بیازماید. آزمایش کردن به نظریونانیان کاری بیهوده و معارض با زیبایی قیاس خالص بود و از ارزش آن میکاست .

اعتقاد به ارزش قیاس که بر بدیهیات پایهگذاری شده بود، سرانجام به لبه پرتگاهی رسید که راهی برای عبور نداشت. کشفیاتبیشتری برای ریاضیات و فیزیک مطرح نبود. همه را به این راضی می کردند که بگویندارسطو چنین گفته است و یا اقلیدس گفته است. بنابراین دستگاه زمینمرکزی بطلمیوس توام با نظریه های فیزیکی ارسطو که اکثراً با تناقض همراه بود، برایتوجیه جهان کافی می پنداشتند

دانشمندان اسلامی نیز که دست آوردهای علمییونانیان را در طول قرون وسطی حفظ کردند، و دارای کشفیات مهمی نیز می باشند،نتوانستند بگونه ای منسجم عمل کنند. هرچندخیامرا می توان نخستینکسی دانست کهاصل توازی اقلیدسزا زیر سئوال برد، اما بعد مدتی بهفراموشی سپرده شد

جای بسی تاسف است کهجمشید کاشانیوملا باقر یزدیبه اثبات قضیه ای در ریاضیات پرداختند که صدها سال قبلاز ایشان توسطکمال الدین فارسیثابت شده بود. کهنشان از بی اطلاعی مجامع علمی ایرانییان از کارهای یکدیگربود سرانجام متفکران رنسانس در برابر نظریه انداز جدیدی گشودند که در فصل هایقدیم فلسفه ی طبیعی که دیگر قانع کننده نبود، چشم بعدی مورد بحث قرار خواهد گرفت .

 

 

 

 

 

 

 

فیزیک از آغاز تا امروز

فیزیک یونانی

مقدمه

یونانیان با تقسیم بندی گنبدهای آسمانبرای هر یک از سیارات گنبدی خاص قائل بودند. نخستین کشفیات فیزیکی هنگامی صورت گرفتکه تلاش گسترده ای برای برهانی کردن ریاضیات آغاز شده بود. در این زمان الکتریسیتهو مغناطیس جدا از یکدیگر کنجکاوی انسان را برانگیخت. ذرات تشکیل دهنده ی جهان تقسیمبندی شد و نظریه ی اتمی ماده مطرح و اتر به عنوان عنصر کامل، این تقسیم بندی راتکامل بخشید. کروی بودن شکل زمین بطور مستدلل اثبات و حرکت دوار کائنات به دور زمینکه تصور می شد دایره منحنی کامل است، از بدیهیات محسوب می شد. منطق قیاسی کشف گردیدو تمام افکار و نظریات علمی را تحت تاثیر خود قرار داد استفاده از هندسه در نجوم آغاز شد. فاصلهی زمین تا تا ماه و خورشید محاسبه و نظریه زمین مرکزی زیر سئوال رفت. اما همچناناعتقاد عموم بر آن بود که زمین مرکز جهان است .

دستگاه زمین مرکزی تحت تاثیر تقدس دایرهها حرکت پیچیده ی سیاره ها را با استفاده از مدارهای تدویر توجیه کرد. مکانیکیونانی بر اساس نظریه زمین مرکزی بخوبی علت سقوط اجسام به طرف زمین را توجیه میکرد. یونانیان حرکت مستقیم نور را بیان و به تشریح خواص آینه ها پرداختند. اما منطققیاسی چنان بر افکار علمی آنان تسلط داشت که فیزیک یونانی را به بن بستکشید

 

نخستین اندیشه های علمی

انسان به دلیل ارتباط مستقیم و تنگاتنگیکه با طبیعت دارد از همان آغاز تفکر و تعمق خویش به پدیده های طبیعی نظر داشت وبرداشت های معینی از آنها به عمل می آورد. طبعاً آسمان که از آن باران، برف و نوربه انسان می رسید و نیز ستارگان شفاف در آن دیده می شد، جزء نخستین برداشت هایانسان بود و در نتیجه اولین اظهار نظرهای علمی در خصوص این پدیده لایتناهی بوسیلهانسان به عمل آمده است. در این راستا اولین نظریه های علمی توسط یونانیان ارائه شدهاست در آسمان هیچ چیزی نیست که در یک نگاهساده، خیلی دور به نظر برسد. بنابراین در نخستین برداشتها از جهان، طبیعی است کهگمان شود آسمان سایبان محکمی است که اجسام درخشان آن، همچون دانه های الماس، بر سقفآن چسبیده اند. این چنین بود که یونانیان باستان عقیده داشتند که آسمان بر شانه هایاطلس رب النوع یونانی قرار دارد .

اسطوره های یونانی دلالت بر آن داشت که کهآسمان از یکی دو متری بالای قله کوه ها چندان بالاتر نیست. در قرن ششم تا چهارم پیشاز میلاد، اخترشناسان یونانی بوجود تنها یک سایبان شک کردند. زیرا در اوضاع نسبیستارگان ثابت که به برداشت آنان حول زمین حرکت می کردند، ظاهراً تغییری نمی دیدند،اما اوضاع نسبی خورشید، ماه و پنج سیاره عطارد، زهره، مریخ، مشتری و زحل تغییر میکرد. بنابراین مسلم بنظر می رسید که سیاره ها نمی توانند به گنبد ستارگان متصلباشند یونانیان فرض کرده بودند که هر سیاره دریک گنبد نامرئی اسقرار یافته است و گنبدها یکی روی دیگری جا گرفته است. بر این اساسنزدیکترین گنبد از آن ماه است که تندترین حرکت را دارد. پس از آن به ترتیب گنبدهایمربوط به عطارد، زهره... و خورشید قرار دارند .

کاملاً طبیعی است که با چنین طبقه بندیپرسش هایی در مورد ابعاد جهان و موقعیت زمین و شکل و همچنین اجزای تشکیل دهنده آنپیش آید. احتمالاً این پرسش ها زمانی شکل گرفت که روشهای تجربی ریاضیات دیگر کفایتنمی کرد. بنابراین می توان حدس زد هنگامی که این سئوال پیش آمد که چرا قطر دایرهآنرا نصف می کند، تفکر در مورد مسیر حرکت سیارات نیز اوج گرفت. شاید منطقی باشد کهکوشش برای برهانی کردن ریاضیات را با پیدایش نخستین نظریه های فیزیکی همزمانبدانیم، این تصور زمانی قوت بیشتری می گیرد که می بینیم نخستین کشفیات ثبت شدهریاضی و فیزیکی متعلق به یک نفر است. تالس ملطی اولین فرد شناخته شده ای است کهکشفیات ریاضی و فیزیک به او نسبت داده شده است .

 

2-1

الکتریسیته و مغناطیس

در حدود 600 سال قبل از میلادتالس ملطی متوجه شد که هرگاه صمغ فسیل شده ای که درسواحل بالتیک یافته بود، که ما امروز آنرا کهربا می نامیم و در آنروزالکترون Elektronنامیده می شد، با یک قطعه پوست مالش داده شود، میتواند پر، نخ یا کرک را بخود جذب کند همچنین کلمه ی ماگنت Magnetبه معنی آهنربا از یک شهر قدیمی یونانبنام ماگنیا Magnesiaکه در نزدیکی آن نخستین سنگ آهنربا کشفشده بود، گرفته شده است. آهنربا اکسیدی از آهن است که خواص مغناطیسی یعنی آهنرباییدارد. گفته شده است که تالس نخستین کسی بود که خواص آنرا تشریح کرده است. گفته اندکه تالس در سال 585 قبل لز میلاد وقوع کسوفی را پیشگویی کرد و کسوف به وقوعپیوست .

3-1

عناصر تشکیل دهنده ی جهان - اتم

امیدوکس در حدود سال 480 قبل از میلاد نظرداد که زمین از چهار عنصر خاک، هوا، آّ و آتش تشکیل شده است. یونانیان در باره یاین موضوع بحث می کردند که آیا می توان ماده را به اجزایی کوچکتر و هر جزء را بهجزء کوچکتر و باز هم کوچکتر تقسیم کرد و این عمل تجزی را تا بینهایت ادامه داد؟ یااینکه این عمل تجزیه محدود است؟ دوموکریتوس در حدود 45 قبل از میلاد محدود بودن عملتجزیه را بیان کرد. وی اظهار داشت همه ی اجسام از ذره ی غیر قابل تجزیه ای به ناماتم Atom تشکیل شده است. اتم در یونانی به معنی غیرقابل تقسیم است. وی حتی نظر داد که مواد متفاوت از اتمهای مختلف یا ترکیبات آنهاساخته شده است و با تغییر آرایش اتمها می توان ماده ای را به ماده ی دیگر تبدیلکرد. ارسطو و سایر فلاسفه رواقی نظریه دموکریتوس را نپذیرفتند، ایشان اعتقاد داشتندکه فضا و ماده بصورت پیوسته است، یعنی می توان یک قطعه از ماده را بدون حد و مرز بهقطعه های کوچک و باز هم کوچکتر تقسیم کرد، بی آنکه به ذره ی غیر قابل تقسیمی برسیم. در مورد عناصر تشکیل دهنده ی جهان ارسطو تصور می کرد، در آنسوی لایه های آب، هوا،خاک و آتش، عنصر کامل و غیر زمینی دیگری وجود دارد که وی آنرااتر Ether در یونانی به معنی پنجم نامید. در اینتقسیم بندی جایی برای عدم وجود نداشت. در ضمن انتهای هیچکدام از لایه ها مشخصنبود .

 

4-1

نجوم

یونانیان عقیده داشتند که زمین به شکل کرهاست. فیثاغورس اولین کسی بود که کروی بودن زمین را در سال 525 قبل از میلاد بیانکرد. اما نخستین استدلال ها در مورد کروی بودن زمین منصوب به ارسطو است. وی در کتابدر باره ی افلاکنوشت، زمین جسمی کروی است و نه یک سطح صاف و برای این ادعادو دلیل آورد. نخست آنکه او دریافته بود که ماه گرفتگی به دلیل قرار گرفتن زمین بینماه و خورشید است، چون سایه زمین بر روی ماه همواره گرد است، پس زمین باید کرویباشد که سایه اش دایره می شود. دومین دلیل این بود که یونانیان طی سفرهای خود متوجهشده بودند که ستاره شمال، در مناطق جنوبی پائین تر از نواحی شالی در آسمان ظاهر میشود، و چ.ن ستاره شمال بر فراز زمین ظاهر می شود، این جابجایی تنها در صورتی میتواند رخ دهد که زمین کروی باشد ارسطو به محاسبه محیط دایره استوا پرداختو رقم چهارصد هزار استادیم را به دست آورد که با احتساب هر استادیوم یکصد و هشتادمتر، رقم به دست آمده تقریباً دو برابر رقم پذیرفته شده ی کنونی است ارسطو عقیده داشت که زمین ثابت و مرکزجهان است و خورشید، ماه و سیارات و ستارگان در مدارهای کروی دور زمین می چرخند وبیش از پیش به تثبیت این عقیده یونانیان پرداخت که کره شکل کامل است .

آریستاخوس، ریاصیات را در نجوم به کاربرد. وی با استفاده از ابزاهای ابتدائی در حدود 280 قبل از میلاد به محاسبه فاصله یزمین و خورشید پرداخت. آریستاخورس متوجه شد که انحنای سایه زمین، وقتی از ماه میگذرد می بایستی ابعاد نسبی زمین و ماه را نشان دهد. وی پس از محاسبه ی فاصله زمین وماه و تشکیل مثلث قائم الزاویه فرضی، هنگامیکه ماه در تربیع اول بود، فاصله زمین تاخورشید را تعیین کرد. بنظر وی خورشید تقریباً بیست برابر دور تر از ماه قرار داشت. هرچند ارقام به دست آمده درست نبود، ولی آریستاخورس نتیجه گرفت که خورشید بایدحداقل هفت برابر بزرگتر از زمین باشد. وی با غیر منطقی بودن گردش خورشید بزرگ بهدور زمین کوچک، نظر داد که زمین باید به دور خورشید بگردد. البته نظر آریستاخورسپذیرفته نشد. چون وی نظریه خورشید مرکزی منظومه شمسی را ارائه داد، امروزه به عنوانکپرنیک عهد باستان شناخته می شود .

اراتستن در حدود 240 قبل از میلاد متوجهشد که روز اول تابستان در آسوان، خورشید در بالای سر است و در اسکندریه که 800کیلومتر با آن فاصله دارد، در بالای سر نیست. وی نظر داد که سطح زمین باید نسبت بهخورشید، انحنا داشته باشد. وی با استفاده از طول سایه ای که هنگام ظهر اول تابستاندر اسکندریه تشکیل می شود، و مقایسه ی آن با طول سایه در روز اول تابستان در آسوانو با استفاده از هندسه خطوط مستقیم، انحنای زمین را با فرض کروی بودن آن حساب کرد. در نتیجه محیط و قطر زمین را تعیین کرد. ارقامی که آراتستن به دست آورد، 12800کیلومتر برای قطر زمین و چهل هزار کیلومتر برای محیط زمین بود که تقریباً با اعدادمورد قبول امروزی مطافقت دارد .

هیپارخوس در حدود 150قبل از میلاد و بااستفاده از روش آریستارخوس به محاسبه فاصله ی زمین و ماه پرداخت. وی فاصله زمین تاماه را سی برابر قطر زمین به دست آورد. اگر قطر زمین را مطابق رقم اراتستن در نظربگیریم، فاصله زمین تا ماه که هیپارخوس حساب کرد برابر 384000 کیلومتر می شود کهتقریباً درست است. همچنین هیپارخوس گزارشی از انحراف ماه و خورشید از حرکت دایره ایداد است. چون ماه در مدار خود به دور زمین گاهی در شمال استوا و گاهی در جنوب استوااست، سبب این انحراف می گردد. هیپارخوس با اشاره به این امر بدون ذکر دلیل، اظهارداشت که این انحراف سبب می شود که خورشید در هر سال حدود پنجاه ثانیه قوسی در سمتراست مشرق به نقطه اعتدال می رسد. چون به این ترتیب در هر سال نقطه اعتدال جلوتر میآید، هیپاهرخوس این تغییر مکان را تقدیم اعتدالیون نامید که هنوز هم به همان نامشناخته می شود .

اخترشناسان بعدی از هیپارخوس تا بطلمیوسحرکات اجرام آسمانی را بر مبنای این نظر مورد مطالعه قرار دادند که زمین ساکن ومرکز جهان است. ماه در 384000کیلومتری آن و اجسام دیگر آسمانی دورتر و در فاصله اینامعین از آن هستند. چون دایره را منحنی کامل می پنداشتند، نتیجه می گرفتند که تماماجرام آسمانی بایستی در مسیرهای دایره ای به دور زمین بچرخند. اما مشاهدات آنها کهاز کشتیرانی و تدوین تقویم برخاسته بود، نشان می داد مسیر سیاره ها دایره های کاملیو ساده ای نیستند. بنابراین هنگامیکه بطلمیوس دستگاه زمین مرکزی خود را تنظیم کرد،مسیر سیاره ها را در ترکیبی از دایره های پیچیده نشان داد .

 

5-1

دستگاه زمین مرکزیبطلمیوس

بطلمیوس در حدود 150 میلادی رساله ی پرنفوذی به نامسونتارکنس ماتماتیکا یامجموعه ی ریاضی نوشت. هر چند این رساله بر نوشته های هیپارخوس مبتنی است، اما بهخاطر فشردگی و زیبایی چشمگیرش مورد توجه قرار گرفت. شارحین بعدی برای متمایز ساختنآن از آثار کم اهمیت تر صفت مجیسته یا مجسطی به معنی بزرگترین را به آن منسوبکردند. مترجمین عرب زبان حرف تعریف ال را پیشوند کردند و آنرا المجسطینامیدند

بطلمیوس در المجسطی پدیده هایی را بررسیمی کند که بستگی به کرویت زمین دارند. سپس دستگاه زمین مرکزی نجوم را طرح ریزی میکند که قریب به 1500 سال مورد پذیرش عموم بود. المجسطی قدیمی ترین کوشش مجدانه درراه تبیین حرکت شناسی منظومه شمسی است. اما در توجیه حرکتهای پیچیده ی سیاره ها کهفاصله ثابتی با زمین ندارند، روی مدارهای دایره ای عاجز بود. بنابراین مفهموممدارهای تدویر را بکار گرفت

طبیق این نظریه هم سیاره روی دایره ایحرکت می کند کهمرکز آن به نوبه یخود روی دایره ای به مرکز زمین حرکت می کند. بطلمیوس مجبور شد بهانواع دیگر مدار هم توسل جوید، اما هر کدام از اینها نیزدایره تقدس خود را بهعنوان شکل اصلی حرکات سیاره ها حفظ کرد

 

6-1

مکانیک یونانی

هرچند مکانیک یونانی به اندیشه های ارسطوخلاصه نمی شود، اما نظریه های وی تاثیری بس عمیق بر افکار اندیشمندان برای قرونمتمادی داشت. ارسطو ادعای ریاضیدان بودن نداشت، اما تسلطی خارق العاده بر روشهایریاضی داشت و سازمان دهنده ی منطق قیاسی بود. هراکلیدسدر 350 سال قبل ازمیلاد گفت: تصور اینکه زمین به دور خورشید می گردد بسیار ساده تر از این تصور استکه تمامی گنبد آسمان به دور زمین می چرخد. اما این گفته مورد پذیرش ارسطو واقع نشد. ارسطو بیش از هر کی دیگری اسیر دستگاه منطق قیاسی که خود بوجود آورنده اش هستبود .

با توجه به اینکه ارسطو اعتقاد داشت زمینمرکز جهان است، بخوبی می توان دیدگاهش را در باره ی علت سقوط اجسام بر سطح زمینتوجیه کرد.به اعتقاد ارسطو هر شئی به اصل خویش باز می گردد و مکان واقعی خود راجستجو می کند. چ.ن سنگ از جنس خاک است به طرف زمین سقوط می کند و چون دود از جنسآتش است به طرف هوا صعود می کند. در مورد سقوط آزاد اجسام گفته است که اگر دو جسمبا سنگینی مختلف را از فاصله ی معینی رها کنیم، جسم سنگین تر زودتر به زمین می رسد. این برداشت نمی توانست علت همه حرکت ها را توجیه کندّ اما دلیل سکون اجسامرا توجیهمی کرد. به اعتقاد ارسطو نیروی خارجی عامل حرکت بود. وی در این مورد چنین گفته است:

جسم متحرک هنگامی به حالت سکون در می آید که نیرویی که آنرا در امتداد خود بهحرکت واداشته است، دیگر نتواند بر آن اثر کند و آنرا براند بنابراین به برداشتارسطو نیروی خارجی عامل حرکت بود و در غیاب نیروی خارجی همه ی اجسام به حالت سکوندر می آمدند .

 

 

7-1

نور

فلاسفه ی یونان اعتقاد داشتند همانگونه کهچوب دستی یک نا بینا به مانعی برخورد می کند و آنرا برای وی مشخص می کند، پرتوهاینور نیز از چشم خارج شده به اجسام برخورد می کنند و با بازگشت به چشم آنها رانمایان می سازد. اما نظریه دیگری نیز در مورد حرکت و منشاء آن وجود داشت. برخیاعتقاد داشتند نور از اجسام فروزان منتشر می شود و به چشم می رسد .

افلاطون از خمیدگی ظاهری اجسام در خالیکهکه بخشی از آن در آب فرو رفته، سخن گفته است. اقلیدس انتشار مستقیم نور و قانونبازتابش آن را بیان کرده است. ارشمیدس از خواص آینه ها سخن گفته است. هرون نیز بهتشریح خواص آینه ها پرداخته و مسائلی راجع به ساختن آینه ها با خواص معین را بیانکرده است. وی حتی طرز ساختن آینه هایی را که بوسیله آن شخص بتواند پشت سر خود راببیند، و یا وارونه دیده شود ارائه کرده است. همچنین هرون به تشریح این امر پرداختهکه نور کوتاهترین مسیر بین دو نفطه را می پیماید. بطلمیوس شکست نور را مورد بررسیقرار داد و به اندازه گیری زاویه تابش و باز تابش همت گماشت .

 

8-1

بن بست فیزیک یونانی

یناونیان دانشی را که با زندگی روزمرهارتباط داشت کم ارزش می شمردند. ولی در ریاضیات موفقیت چشمگیری کسب کردند. ریاصیاتیکه به اعتقاد آنان بر اساس یک سری اصول بدیهی شکل گرفته بود و سایر قضایا را بوسیلهمنطق قیاسی استنتاج می کردند. یونانیان چنان دلباخته ی آن شدند که قیاس را تنهاوسیله ی معتبر کسب دانش می پنداشتند. اما می دانستند. که قیاس برای پاسخگویی بهبرخی از پرسش ها کافی نیست. مثلاً فاصله دو شهر را بوسیله قیاس نمی توانستند به دستآورند، بلکه باید اندازه گیری می کردند. هرگاه که لازم بود، طبیعت را مشاهده میکرند، ولی این امر با رقبت انجام نمی گرفت. در هیچ جا ثبت نشده که ارسطو دو سنگناهم وزن را بسوی زمین رها کرده باشد تا نظر خود را بیازماید. آزمایش کردن به نظریونانیان کاری بیهوده و معارض با زیبایی قیاس خالص بود و از ارزش آن میکاست .

اعتقاد به ارزش قیاس که بر بدیهیات پایهگذاری شده بود، سرانجام به لبه پرتگاهی رسید که راهی برای عبور نداشت. کشفیاتبیشتری برای ریاضیات و فیزیک مطرح نبود. همه را به این راضی می کردند که بگویندارسطو چنین گفته است و یا اقلیدس گفته است. بنابراین دستگاه زمینمرکزی بطلمیوس توام با نظریه های فیزیکی ارسطو که اکثراً با تناقض همراه بود، برایتوجیه جهان کافی می پنداشتند

دانشمندان اسلامی نیز که دست آوردهای علمییونانیان را در طول قرون وسطی حفظ کردند، و دارای کشفیات مهمی نیز می باشند،نتوانستند بگونه ای منسجم عمل کنند. هرچندخیامرا می توان نخستینکسی دانست کهاصل توازی اقلیدسزا زیر سئوال برد، اما بعد مدتی بهفراموشی سپرده شد

جای بسی تاسف است کهجمشید کاشانیوملا باقر یزدیبه اثبات قضیه ای در ریاضیات پرداختند که صدها سال قبلاز ایشان توسطکمال الدین فارسیثابت شده بود. کهنشان از بی اطلاعی مجامع علمی ایرانییان از کارهای یکدیگربود سرانجام متفکران رنسانس در برابر نظریه انداز جدیدی گشودند که در فصل هایقدیم فلسفه ی طبیعی که دیگر قانع کننده نبود، چشم بعدی مورد بحث قرار خواهد گرفت .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

This site is ? Copyright CPH 2004-2005, All Rights Reserved.

M.H. Dalvand Powered by

 

 

 

 

 

 

 

This site is ? Copyright CPH 2004-2005, All Rights Reserved.

M.H. Dalvand Powered by