دانلود مقاله نظریه کوانتوم
دانلود مقاله نظریه کوانتوم
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : ۹ صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
مقدمه
جی . رابرت . اوپنهایمر در کتاب علم و فرزانگی در رابطه با سرگذشت کوانتوم چنین می گوید : « شاید هرگز تمامی تاریخ این حادثه روایت نشود . برای عرضه کردن آن هنری به آن اندازه توانا لازم است که برای روایت کردن سرگذشت اودیپوس یا کرامول ضرورت داشته است ، ولی این حادثه در قلمروی چندان دور از تجربه های روزانه ی ما صورت پذیرفته است که کم تر احتمال آن می رود که شاعر یا مورخی از آن با خبر شود . »
این داستان ، سرگذشت انقلابی پر تلاطم است ؛ سرگذشت فروپاشی و انقراض فیزیکی از خود راضی است که سالیان دراز بر حوزه ای محدود فرمان رانده بود و سرگذشت دوران فطرتی است که نابودی اش را از پیش تناقضات درونی اش رقم زده بودند ، و سرانجام سرگذشت ظهور توفان آسای نظامی از هفت آب گذشته یعنی مکانیک کوانتومی است .
درآمد
در آزمایشگاهی کاملاً تاریک ، ماشینی الکتریکی قرار گرفته است و روی آن دو کره ی فلزی سوار شده است . این همان ماشین متعارف ایجاد جرقه های الکتریکی است که زائده ای کوچک هم بر آن اضافه شده است .دو صفحه ی فلزی با میله های رسانای باریکی به این کره ها متصل شده اند .
در روی میز دیگر ، حلقه ی ساده ی تقریباً از سیمی سخت و محکم بر پایه ای عایق سوار شده است . از نظر آزمایشگر شکاف کوچکی که در این حلقه است چزء اصلی دستگاه به شمار می آید . اگر درست حدس زده باشد ، در همین جا ست که راز از پرده بیرون خواهد افتاد .
همه چیز آماده است ، آزمایشگر کلیدی را وصل می کند تا جرقه ها با سر و صدا بین دو کره رد و بدل شوند . او از جرقه ها روی بر می گرداند و مدتی منتظر می ماند تا چشمش به تاریکی عادت کند . آیا این که او می بیند شکاف حلقه از فروغ ضعیفی پر شده است حقیقت دارد یا تصوری بیش نیست ؟ پاسخ دادن به این پرسش آسان نیست . ممکن است فقط بازتاب نوری باشد . به آرامی پیچی را که دو سر حلقه را به هم نزدیک می کند می چرخاند . با باریک تر شدن شکاف ، فروغ درخشان تر می شود . باز هم دوسر حلقه را به هم نزدیک تر می کند تا سرانجام تقریباً با هم تماس پیدا می کنند . حال دیگر تردیدی باقی نمانده است .
به همین سادگی بود که آدمی برای نخستین بار زیرکانه به وجود سیگنال رادیویی پی برد .
این واقعه در سال ۱۸۸۷ روی داد و آزمایشگر ، یک فیزیکدان برجسته ی آلمانی بود به نام هاینریش هرتز .
ارزش اقتصادی این کشف بی اندازه بود . پس چرا انسان قابلی چون هرتز امتیاز های بهره برداری از آن را برای مارکونی واگذاشت ؟
چیزی که هرتز را به انجام آزمایش های دوران سازش واداشت ، به هیچ روی فکر ابداع چیزی عملی چون تلگراف رادیویی ( تلگراف بی سیم ) نبود . شاید تلگراف رادیویی هم مهم ترین حاصل این آزمایش ها به شمار نمی رفت . هرتز سدی را می شکست که مدتی مدید دانشمندان را از پیشرفت بازداشته بود : آزمون درستی نظریه ای ریاضی که به نور ، الکتریسیته و مغناطیس مربوط می شد و سه سال پیش تر از سوی جیمز کلرک ماکسول ، فیزیکدان اسکاتلندی ، مطرح شده بود . و ستایش این آزمایش از سوی همگان به دلیل این بود که هرتز توانسته بود این واقعیت را به طریق تجربی اثبات کند . اما مقدر بود که این پدیده ی ظاهراً پیش پا افتاده و بی اهمیت ، در دست اینشتین نقش خطیری در انقلاب کوانتومی بازی کند .
برای آن که ارزش کار ماکسول و هرتز و تمامی سرگذشت کوانتوم را بفهمیم ، باید نخست نگاهی کوتاه به بعضی از نظریه هایی بپردازیم که آدمی درباره ی نور پرداخته است . گرچه در دوران معاصر ، دانشمندان یهودی برجسته ای وجود داشته اند ، ولی حکمای عبرانی باستان مایه ی چندانی در پژوهش علمی از خود نشان ندادند . ایشان با ادای این گفته که ” و خدا گفت نور باشد ؛ و نور شد ” ، از کنار مسئله ی نور به سرعت گذشتند تا به مسائل مهم تری بپردازند . نور در نزد آن ها چیزی بیش از ضد تاریکی ، و شرطی برای توانایی دیدن نبود .
اما یونانیان با شم علمی قوی تری ، ایده ی نوینی را با اهمیت بسیار مطرح کردند . آنان درک کردند که باید چیزی وجود داشته باشد که در فاصله ی میان چشمان ما ، چیز هایی که می بینیم ، و چراغ هایی که آن ها را می افروزند ، پلی ارتباطی برقرار کند . لذا به نور واقعیتی عینی بخشیدند و به مطالعه اش برخاستند ونظریه هایی پیرامون آن پرداختند . هنگامی که دانشمند امروزی از نور سخن می گوید یک چنین چیزی در ذهن خود دارد . تمایز میان صرف قدرت دیدن ، و نور عینی تمایزی مهم است ، درست مانند تمایزی احساسی که از اصابت سنگ به آدمی دست می دهد و خود سنگ که فضا را می پیماید تا به هدف اصابت کند .
متأسفانه ، یونانیان پس از آغازی چنین درخشان ، درگیر نظریه های متضاد شدند . یکی از این نظریه ها می گفت نور چیزی است که مانند آبی که از مجرایی تنگ بیرون می آید ، از چشم ها جریان پیدا می کند . بر پایه ی این ایده ، وقتی یک شیء را می بینیم که این جریان نور را به سویش متوجه کنیم تا با آن برخورد کند ؛ همان طور که مثلاً یک نابینا با پیش بردن دست ها و لمس کردن چیزی ، آن چیز را « می بیند » . این نظریه این نکته را توضیح می دهد که هرچیز را تنها هنگامی می بینیم که روبه رویمان باشد ، و نیز این که با چشمان بسته نمی توانیم ببینیم ؛ اما نمی تواند توضیح دهد که مثلاً چرا در تاریکی نمی توانیم ببینیم . در گیرودار
پاسخ گویی به این ایراد ها ، افلاطون فیلسوف نظریه ای پرداخت که بی گمان ، در فراوانی ساز و کارهای زائد ، بی همتاست . او برهم کنشی سه گانه میان سه جریان مختلف قائل بود ، یکی از چشمان ، یکی از آن چه دیده می شود ، و یکی از چراغی که آن را روشن می کند ! مشکل افلاطون در کج نهادن خشت اول بود . بر مبنای ایده های جدید ، هر شیء به این علت دیده می شود که نور از آن به چشم ما وارد می شود نه این که از چشمان خارج شود ، و جالب این جاست که این نکته ، یکصد سال پیش از افلاطون ، از جانب فیثاغورث بزرگ ، با قوت تمام مطرح شده بود . نظریه ی فیثاغورثی ساده است . بنابراین نظریه ، نور چیزی است که که از هر جسم درخشانی در تمام جهات جریان پیدا می کند و پخش می شود ، فقط در برابر موانع فوراً به عقب برمی گردد . اگر نور ، سرانجام به طور تصادفی وارد چشمان شود ، در ما احساس دیدن چیزی را به وجود می آورد که نور در واپسین مرحله از روی آن جهیده است …
هرکسی از نظریه کوانتوم شوکه نشود آن را نفهمیده است. نیاز بوهر
حوزه های معدودی از پژوهش علمی وجود داشته اند که مانند نظریه کوانتوم تاثیر عمیقی بر فلسفه داشته باشند. دلیل امر به این حقیقت مربوط می شود که به قول نویسنده کتاب های علمی جان گریپین: «در دنیای مکانیک کوانتوم، قوانین فیزیک که برای هر کسی آشنا هستند دیگر عمل نمی کنند، در عوض احتمالات هستند که بر رویدادها حکم می رانند.»آلبرت اینشتین، برخلاف بور، نه تنها از برخی از استلزامات نظریه کوانتوم تکان خورده بود، بلکه از آنها هراسان بود. چنانچه مشهور است او با عدم قطعیت کوانتومی با همین اظهارنظر صریح مخالفت می کرد که: «خدا تاس نمی اندازد.» اروین شرودینگر یکی از معماران نظریه کوانتوم، که به همان اندازه از این وضع آشفته بود، تجربه خیالی ساده ای را طرح کرد تا بیهودگی یکی از این استلزامات را نشان دهد. او اتاقی دربسته یا جعبه ای را تصور کرد که گربه ای زنده درون آن قرار دارد و نیز حاوی «وسیله ای جهنمی» شامل یک شیشه سیانور و مقدار کمی ماده رادیواکتیو است. این مقدار ماده رادیواکتیو آن قدر کم است که در طول یک ساعت ممکن است یکی از اتم های ماده رادیواکتیو متلاشی شود، اما با احتمالی مشابه ممکن است هیچ کدام از اتم ها دچار تلاشی نشود. اگر اتم رادیواکتیو تجزیه شود پرتوهای حاصل یک شمارشگر گایگر را به کار می اندازد و از طریق یک رله چکش کوچکی را فعال می کند که شیشه سیانور را می شکند و باعث مرگ گربه می شود
