کتاب 10 روز در فیزیک که جهان را تکان داد!

نام محصول: کتاب 10 روز در فیزیک که جهان را تکان داد!

مولف: برایان کلگ

مترجمان: دکتر محسن پناهی-علی مهدی نژاد

انتشارات: عصر فوتون

سال چاپ: 1403

قطع کتاب: رقعی

تعداد صفحه: 176 صفحه

معرفی کتاب 10 روز در فیزیک که جهان را تکان داد!:

این کتاب جلد چهارم از مجموعه چهار جلدی با عنوان ساینس 1 شامل کتابهای «گربه شرودینگر رسوا می کند!»، «فیزیک رویا»، «سفر در زمان» و «10 روز در فیزیک که جهان را تکان داد!» است؛ موضوعاتی که شگفتیهای دنیای فیزیک را با جریانهای طبیعی دنیای واقعی درهممیآمیزد و آموزههای جذابی را از جهان پیرامون و تحولات آن به ارمغان میآورد. درک ماهیت پدیدهها و بهکارگیری مفاهیم بنیادی برای دستیابی به قابلیتها و توانمندیهای شگرف اشتیاقی است که بشر از ابتدا تاکنون داشته و هیچ زمانی متوقف نخواهد شد.

فیزیک در درک ما از نحوه عملکرد جهان نقش اساسی دارد، اما بیش از آن، پیشرفتهای کلیدی در فیزیک و مهندسیِ مبتنی بر فیزیک، دنیایی را که ما در آن زندگی میکنیم متحول کرده است. در این کتاب، ما به ده روز کلیدی در تاریخ سفر خواهیم کرد تا بفهمیم چگونه یک پیشرفت خاص بهدست آمده است و با افراد ملاقات میکنیم. ببینید که چگونه این پیشرفت بر زندگی ما تأثیر گذاشته است؟

    برخی از مورخان این ایده را مورد انتقاد قرار میدهند که افرادی سزاوار این هستند که بهعنوان نابغههایی در نظر گرفته شوند که سهم بینظیری در علم داشتهاند و همانطور که روشن خواهد شد، مطمئناً همه افرادی که برای این ده روز انتخاب شدند، سهم خود را براساس کار دیگران ساختند. بااینحال، تردیدی وجود ندارد که تا سه روز اخیر، هر فردی مسئول تغییری بود که به ایجاد دنیای مدرن کمک کرد.

  در فیزیک قرن بیستویک، پیشرفتهای مهم اغلب کار تیمهای بزرگ است. تحقیقات انجامشده در آزمایشگاه ذرات سرن یا آزمایش امواج گرانشی در تأسیسات لیگو در ایالاتمتحده میتواند صدها یا حتی هزاران نفر را مشارکت دهد. بااینحال، ازنظر تاریخی افرادی بودند که سهم آنها بیشتر بوده است. اینها افرادی هستند که از همتایان خود برجستهتر هستند، هرچند که کارشان ممکن است به گسترة بزرگی از متفکران زمانشان بستگی داشته باشد و حتی درحال حاضر، اگرچه بسیاری از دانشمندان ممکن است روی یک نظریه یا آزمایش خاص کار کنند، اغلب یک لحظه کلیدی وجود دارد که تعداد انگشتشماری از افراد در تحقق یک کشف، نقش مهمی داشتهاند.

روزهای اولیه سفر ما در طول تاریخ فیزیک، مستلزم توسعه یک درک اساسی از علم است، درحالیکه روزهای بعدی، مهندسیِ مبتنی بر فیزیک را برجسته میکنند که شامل اختراع راههای جدیدی برای استفاده از دانش فیزیک است. این به این معنا نیست که ما شاهد پیشرفتهای جدیدی در فیزیک محض که درک ما از جهان را از دهه 1950 تغییر دهد نبودهایم، اما بیشتر چنین پیشرفتهایی که اخیراً انجام شده تأثیر مستقیم کمتری بر زندگی ما داشتهاند؛ برای مثال، سیاهچالهها یا بوزون هیگز جذاب هستند، اما کاربردهای عملی ندارند. در این کتاب با فیزیک و کاربردهای آن که دنیای مدرن را ساخته است آشنا میشویم.

ما از سال 1687 و انتشار کتاب ایزاک نیوتن، اصول ریاضی فلسفه طبیعی شروع خواهیم کرد. انتشار این کتاب که بدون راهنمای حرفهای تقریباً غیرقابل خواندن است، سبکی خاص و زبان لاتین دارد، با وجود این، نشاندهنده یک حرکت بزرگ روبهجلو در قدرت علوم طبیعی است. آنچه نیوتن در آن زمان انجام داد، تحت یک نوع برنامه درسی متفاوت تا به امروز بهعنوان ریاضیات بهجای فیزیک در نظر گرفته میشد. بااینحال، این یک لحظه مهم در تاریخ علم بود.

برای دومین روزمان، برای مقاله مایکل فارادی درمورد القای الکتریکی به سال 1831، کمی قبل از دوره ویکتوریا، سفر میکنیم. اخیراً، برخی از کسانی که تلاش میکنند اهمیت هوش مصنوعی را افزایش دهند، ادعا کردهاند که هوش مصنوعی «مهمتر از برق» است. صرفنظر از اینکه داشتن هوش مصنوعی بدون الکتریسیته غیرممکن است، این واقعیت را نادیده میگیرد که الکتریسیته در زندگی مدرن کاملاً در مرکز است و با دور شدن از سوختهای فسیلی،  الکتریسیته برای تولید برق، از جمله برای اتومبیلها بیشتر استفاده میشود. گرمایش و انرژی صنعتی فارادی شروع به استفاده عملی از چیزهایی کرد که تا آن زمان، یک تازگی سرگرمکننده بدون کاربردی ارزشمند داشت.

ما در روز سوم سال 1850 وارد دوران ویکتوریایی میشویم و چند دهه از فارادی به جلو میرویم تا با رودولف کلازیوس آشنا شویم و سهم او در ترمودینامیک را بررسی کنیم. ترمودینامیک، انقلاب صنعتی را با درک بهتر موتور بخار به سطحی کاملاً جدید برد. بههمین ترتیب، ترمودینامیک موتورهای حرارتی دیگر، از موتور احتراق داخلی گرفته تا توربینهای نیروگاهها را ممکن میسازد و اکنون زیربنای مکانیسمهای گرمایش، یخچال و تهویه مطبوع مدرن است. ما ممکن است وابستگی خود را به احتراق داخلی از دست بدهیم، اما ترمودینامیک، در ابتداییترین حالت، نیروی محرکه برای زندگی است.

درست بیش از ده سال بعد، در سال 1861، روز چهارم ما را با فیزیکدان اسکاتلندی جیمز کلرک ماکسول آشنا میکند. جایی که فارادی ابزار استفاده از الکتریسیته را در اختیار ما قرار داد، کار ماکسول درکی از طیف الکترومغناطیسی، شامل نور مرئی که به ما بسیار بیشتر نور میدهد، را ایجاد کرد. این امر نهتنها منجر به رادیو، ماکروویو، تلویزیون و اشعه ایکس شد، بلکه میراث ماکسول با فناوری بسیار موفق تلفن همراه، با بیش از 3 میلیارد دستگاه در سرتاسر جهان استقرار یافت.

روز پنجم ما را به سالهای پایانی قرن نوزدهم و ماریکوری میبرد. کوری، در آن زمان زنی در دنیای کاملاً مردانه بود. در مطالعه رادیواکتیویته و استفاده از اشعه ایکس به دستاوردهای چشمگیری دست یافت که مزایای عمده پزشکی را در پی داشت. در این روز کلیدی، کوری مهمترین کشف خود را در علم مواد رادیواکتیو و رادیوم آشکار کرد و جهت مطالعه رادیواکتیویته (که بهنظر میرسید قادر به تولید انرژی از هیچجا نیست)، را تعیین کرد.

توضیح منبع انرژی رادیواکتیو در روز ششم در سال 1905، با انتشار آخرین مقاله از یکسری مقالات در آن سال ارائه شد که آلبرت اینشتین را از یک منشی گمنام ثبت اختراع به نامی تبدیل کرد که در سراسر جهان مورد تجلیل واقع شد.

اینشتین تنها در سه صفحه نشان داد که چگونه نظریه نسبیت خاص (که فقط چندماه قبل منتشر شد) پیوندی ناگسستنی بین جرم و انرژی ایجاد کرد که منجر به معروفترین معادله تمام دورانها، E=mc2 شد.

برای روز هفتم،  فیزیکدان هلندی کامرلینگ اونس،  نامی ناآشنا برای بیشتر مردم را کشف کردیم. کامرلینگ که در سالهای اولیه قرن بیستم کار میکرد، استاد دماهای بسیار پایین بود و ابررسانایی را کشف کرد، جایی که مقاومت الکتریکی از بین میرود و امکان تولید آهنرباهای فوق قوی موردنیاز برای قطارهای معلق، اسکنرهای MRI و کاربردهای تخصصی بهعنوان شتابدهنده ذرات ابررسانایی یک اثر کوانتومی است.

روز هشتم ما را در سال 1947 میبرد، با تغییر دیدگاه از فیزیک پایه به کاربردهای نظریه کوانتومی، بهویژه حوزه الکترونیک که در آن زمان بهسرعت در حال توسعه بود. در چنین روزی، جان باردین و والتر براتین، مستقر در آزمایشگاههای بل، اولین ترانزیستور فعال را ساختند؛ اولین نسل از دستگاهی که تمام زندگی ما را متحول کرد.

پشت صحنة اختراع روز نهم در سال 1962، دیود ساطعکننده نور (LED)، باز هم اثرات کوانتومی بود. شناسایی این رویداد در تاریخ بسیار سخت است، زیرا مراحل بسیار زیادی در توسعه این فناوری وجود داشته است، اما بالاخره کار با آنها انجام شد. بسیاری از انواع ظریف در تلاشهای اولیه، انتخاب جیمز آر.بیارد و گری پیتمن را به یکی از چندین روز کلیدی ممکن برای موفقیت تبدیل کرد. بااینحال، این زوج یکی از بهترین ادعاها را پس از تولید اولین  LED تجاری بادوام دارند.

آخرین روزهای تاریخی ما در فیزیک، روز دهم است، اولین پیوندی را میبینید که در سال 1969 در شبکه کامپیوتری ایجاد شد که به اینترنت تبدیل شد. همانند LED ها، استیو کراکر و وینت سرف تنها کسانی نبودند که در این پروژه شرکت داشتند، اما نقش مهمی داشتند و برجستهترین چهرههای تولد اینترنت هستند. جالب است که این پیشرفت در همان سالی اتفاق افتاد که اولین فرود انسان روی ماه، با نیل آرمسترانگ و جملة معروفش «یکقدم کوچک برای یک انسان، یک جهش غولپیکر برای بشریت» اتفاق افتاد. آنچه درواقع یک گام کوچک رو به جلو در اتصال دو رایانه بزرگ برای فعال کردن دسترسی از راه دور بود، مسلماً جهش عظیم فناوری عصر مدرن است.

از اینجا به کجا میرویم؟

در فصل آخر، ما به تعداد انگشتشماری از احتمالات مختلف برای روز یازدهم در آینده نگاه میکنیم. چه یکی از اینها باشد یا چیزی کاملاً متفاوت، میتوانیم با اطمینان بگوییم که هنوز فرصتهای زیادی برای فیزیک وجود دارد. فناوریها برای یکبار دیگر امکان نوآوری درحال تغییر جهان را فراهم میکنند.

کلمات کلیدی:

ایزاک نیوتن انتشار اصول نیوتن-مایکل فارادی خواندن «تحقیقات تجربی در برق»-رودولف کلازیوس انتشار کتاب «درباره نیروی متحرک گرما»-جیمز کلرک ماکسول انتشار کتاب «درباره خطوط فیزیکی نیرو»-ماریکوری انتشار «درباره یک ماده جدید، بهشدت رادیواکتیو»-آلبرت اینشتین انتشار کتاب «آیا اینرسی جسم به محتوای انرژی آن بستگی دارد؟»-هایک کامرلینگ اونز کشف ابررسانایی-جان باردین و والتر براتین اولین نمایش یک ترانزیستور در حال کار-جیمز آر.بیارد و گری پیتمن ثبت اختراع برای دیود ساطعکننده نور-استیو کراکر و وینت سرف راهاندازی اولین پیوند اینترنت