رفتن به نوشته‌ها

سیتپـــــور مطالب

رنگ، هوش مصنوعی، سینما و چند داستان دیگر

احتمالا هر کدوم از ما توی حلقه‌ی دوستان نزدیکمون کسانی رو می‌شناسیم که توی رشته‌های فنی تحصیل می‌کنند اما به ادبیات، علوم انسانی یا هنر علاقه‌ی زیادی دارند و خیلی وقت‌ها هم به تغییر رشته فکر می‌کنند اما اصطلاحا تمام عمرشون شنیدند: «این رو بخون اون رو هم کنارش ادامه بده!»

من، عرفان فرهادی، یکی از همون آدم‌ها هستم. سال ۹۵ وارد رشته‌ی مهندسی کامپیوتر دانشگاه شریف شدم، سال ۹۷ یه مستند به نام «خوش درخشید ولی» ساختم و الان هم ترم دوم ارشد سینما هستم. طی چند سال گذشته داشتم تلاش می‌کردم کارهایی انجام بدم تا وجوه مختلف خودم از مهندس کامپیوتر بودن تا علاقه‌ی به هنر رو به صورت متناسبی پرورش و بروز بدم. حدود سه هفته پیش توی دانشگاه شریف ارائه‌ای داشتم به نام «رنگ، هوش مصنوعی، سینما و چند داستان دیگر» که در ادامه گزارش خلاصه‌ای ازش رو این‌جا می‌نویسم. ارائه دو بخش داشت، بخش اول به معرفی رشته Human-Computer Interaction و ارائه‌ی فرآیند و نتایج کارآموزی‌ای که من در حوزه‌ی رنگ و هوش مصنوعی توی دانشگاه آلتوی فنلاند داشتم گذشت و توی بخش دوم که قالب پرسش و پاسخ کمی از تجربه‌هایی که این سال‌ها داشتم رو به اشتراک گذاشتم.

حوزه‌ی تعامل انسان و رایانه Human-Computer Interaction (یا به اصطلاح HCI) همون‌طور که از اسمش برمی‌آد به نقطه‌ی اتصال انسان و فناوری می‌پردازه. بر خلاف بقیه‌ی حوزه‌های پژوهشی کامپیوتر که به حل مسائل تئوری یا ساخت و بهبود عملکرد سخت‌افزارها، نرم‌افزارها و الگوریتم‌ها می‌پردازه، این رشته بیش‌تر از همه با انسان و شکل کار کردنش با کامپیوتر توی زمینه‌های مختلف سروکار داره. این تفاوت باعث شده که حتی شکلی که پژوهش‌های این حوزه بررسی و سنجیده می‌شن هم متفاوت باشه؛ مثلا اگه با الگوریتم‌های یادگیری ماشین تجربه‌ی کار کردن داشته باشید می‌دونید که در نهایت پژوهشگرها موظفند آماره‌هایی مثل precision یا recall رو گزارش کنند. این در حالیه که تو این حوزه خیلی وقت‌ها برای سنجش کیفیت، پژوهشگر باید اصطلاحا مطالعات کاربری (user-study) اجرا کنه و به زبون خودمونی کارش رو بسپاره دست کاربر و کیفیت کارش رو از طریق شیوه‌های مختلفی مثل مصاحبه و پرسشنامه بسنجه. همین باعث می‌شه که این حوزه نه فقط تو زمینه‌ی کار خیلی بین‌رشته‌ای باشه که حتی شیوه‌ی پژوهش هم بعضی وقت‌ها شبیه به پژوهش‌های حوزه‌ی علوم انسانی بشه.

پروژه‌ی ما توی همین حوزه بود. سوالی که روز اولی که وارد دوره شدم جلوی رومون گذاشته بودن این بود که «چطوری می‌تونیم با استفاده از هوش مصنوعی به طراح‌ها کمک کنیم و کارشون رو ساده‌تر کنیم». اما اصلا کار طراح‌ها چیه؟ جه تفاوتی با هنر داره؟ هیچ ایده‌ای نداشتم. یکی دو هفته‌ی اول کارآموزیم به مطالعه در مورد مفهوم design گذشت. فهمیدم که بر خلاف هنر که خیلی وقت‌ها آنی خلق می‌شه و هنرمند ناخودآگاهش رو آزاد می‌کنه تا خلق کنه؛ توی طراحی با یه هدف اساسی و اولیه سروکار داریم که توی تمام پروسه باید مدنظر بگیریمش. مثلا کسی که می‌خواد یه پوستر تبلیغاتی بسازه همیشه باید این هدف که می‌خواد یه محصولی رو بفروشه مدنظر داشته باشه و ترکیب‌بندی تصویر و انتخاب رنگ و بقیه‌ی تصمیماتی که می‌گیره هم تماما متأثر از این هدف هستند.

اما همه‌ی ماجرا این نیست. پژوهشگرهای این حوزه فرآیند طراحی رو مدل‌سازی کرده‌اند و به این نتیجه رسیدند که یه طراح در طی این فرآیند به صورت تکرار شونده یا iterative بین چند فضا جابجا می‌شه. ابتدا بر اساس هدف طراحی، ایده‌پردازی می‌کنه و پیش‌نمونه (پروتوتایپ‌)های متعدد می‌سازه و به صورت «طراحانه‌ای» بارش فکری می‌کنه بعد وارد ساخت نمونه یا artifact می‌شه و در نهایت مجددا با بررسی این‌که چقدر هدف اولیه محقق شده این چرخه رو تکرار می‌کنه. مثلا کسی که می‌خواد یه دوچرخه‌ی مسابقه طراحی کنه یه سری هدف مثل سرعت و راحتی در ذهن داره بعد شروع می‌کنه روی کاغذ یه سری طرح یا sketch ساده از دوچرخه‌ای که تو ذهنش داره می‌کشه؛ ماده یا material اولیه‌ی ساخت رو بررسی می‌کنه و در نهایت یه نسخه‌ی اولیه می‌سازه و میزان رسیدن به اهدافش رو با تست این نسخه می‌سنجه.

یک مدل‌سازی از فرآیند طراحی
یک مدل‌سازی از فرآیند طراحی

خب حالا که فهمیدیم فرآیند طراحی چطوری انجام می‌شه می‌تونستیم تصمیم بگیریم تو کدوم بخش این فرآیند می‌خوایم عناصر محاسباتی و الگوریتمی رو وارد کنیم. اولا تصمیم گرفتیم که فعلا مسئله رو محدود به یه مسئله‌ی مشخص یعنی طراحی رنگ کنیم. یعنی فرض کردیم که یه طراحی از یک پوستر، صفحه‌ی سایت، اپلیکیشن و بروشور از پیش داریم و عناصر و مکان قرارگیریشون تعیین شده‌اند و مسئله‌مون انتخاب پالت رنگی و رنگ‌آمیزی این عناصره. خب بیاین تا ببینیم فرآیند طراحی تو این مسئله‌ی رنگ به چه شکله؟

همون‌طوری که توی تصویر مشخصه. طراح‌ها معمولا توی این مسئله با یک نقطه‌ی تمرکز سروکار دارند که معمولا یه محصول یا بخشی از تصویره که می‌خوان تبلیغ کنند یا چشم مخاطب رو به سمت اون هدایت کنند. با استفاده از این نطقه‌ی تمرکز و ثقل تعدادی پالت رنگی انتخاب می‌کنند و بعد با استفاده از این پالت رنگی نتیجه‌ی نهایی رو رنگ‌آمیزی می‌کنند و بعد چک می‌کنند که آیا کل خروجی و محصول توی تصویر از نظر رنگ زیبا و هارمونیک به نظر می‌رسه یا نه و اگه لازم بود چرخه رو تکرار می‌کنند.

خب حالا که از فرآیند طراحی سر در آوردیم، ما چطوری می‌تونیم به طراح کمک کنیم؟

وقتی با طراح‌ها مصاحبه کردیم متوجه شدیم که توی این فرآیند دوست دارند با سرعت بیش‌تری چرخه رو تکرار کنند و حالت‌های مختلف رو سریع‌تر تصور کنند؛ برای همین سعی کردیم بخش‌هایی از این فرآیند رو به کمک هوش مصنوعی خودکار کنیم. ابزاری که ما ساختیم اول با استفاده از مدل‌های مختلف یادگیری ماشین saliency-based مثل deepgaze به چند رنگ اصلی در نقطه‌ی تمرکز می‌رسید بعد سعی می‌کرد با پیدا کردن رنگ‌های مکمل یه پالت کامل ایجاد کنه و در نهایت روی عناصر مختلف رنگ متناسبی اعمال کنه. جزئیات فنی این کار از حوصله‌ی این مطلب خارجه اما یه نکته‌ی مهم دیگه این‌جا در مورد حوزه‌ی HCI همینه که ما به عنوان کسانی که تو این حوزه کار می‌کنیم خودمون به صورت مستقل به توسعه یا ساختن این مدل‌های بینایی ماشین و… نپرداختیم بلکه از نتایج کار دیگران استفاده کردیم. در واقع مشارکت اصلی این کار در شیوه‌ی به کارگیری این مدل‌های مختلف در کنار هم و ایجاد یک شیوه‌ی تعامل مناسبه.

مراحل الگوریتم

برای تست شیوه‌ی تعاملی که طراحی کرده بودیم یه پلاگین در نرم‌افزار figma که ابزار کار اصلی خیلی از طراحان گرافیکه طراحی کردیم که بهشون امکان می‌داد از روی یه طرح از پیش آماده در لحظه تعداد زیادی (حداقل ۱۲۰ تا) نسخه‌ی رنگ‌آمیزی شده رو بررسی کنند، پالت‌های مختلف رو فیلتر کنند و پالت‌های مطلوب خودشون رو ایجاد کنند، اون‌ها رو توی بوردشون در لحظه بازتولید یا recreate کنند و خودشون چرخه‌ی فرآیند طراحی رو تکرار کنند.

تصویری از پلاگین طراحی‌شده در محیط نرم‌افزار figma

ما این پلاگین رو با ۱۵ طراح مختلف تست کردیم و متوجه شدیم در معیارهای مختلف خلاقیت نتیجه‌ی طراحی نهایی با کمک پلاگین بسیار بهتر از حالت بدون اون بود. خود طراح‌ها هم از این‌که این ابزار امکان بررسی فضاهای مختلف رنگی رو با سرعت بیش‌تری براشون فراهم می‌کرد ابراز خرسندی کرده بودند. بعضی از رنگ‌آمیزی‌های انجام‌شده توسط پلاگین تست تورینگ رو هم پاس کردند که یعنی از چشم چندین طراح حرفه‌ای تفاوتی با رنگ‌آمیزی انجام‌شده توسط یکی از همکاراشون نداشته.

در نهایت خروجی کل پروژه در قالب یک مقاله توی کنفرانس IUI 2023 ارائه شد که توی این لینک قابل دسترسیه. مشارکت در این پروژه برای من تجربه‌ی مفیدی بود و در طول پروژه با ساختار و شیوه‌ی انجام یک پژوهش توی رشته HCI آشنا شدم. جنس بین‌رشته‌ای کار، مطالعه در فضای طراحی و استفاده از دانش کامپیوتری تو زمینه‌ای که به هنر مربوط می‌شد از جمله موارد جذاب پروژه برای من بود. اما به عنوان توصیه به کسانی مثل خودم که دنبال کارهای بین‌رشته‌ای می‌گردند دوست دارم این رو بگم که فراموش نکنید در هر پروژه‌ای مسئولیت شما یه چیز مشخصه؛ ممکنه کاری که می‌کنید با متریال هنری یا گرافیکی و… باشه اما واقعیت اینه که شما برنامه‌نویسید و به نظر خودم توی مجموعه‌ی تجربه‌ها و تلاش‌هایی که من برای نزدیک کردن علائقم داشتم (چه این پروژه، چه بازی‌سازی، چه طراحی موزه، چه پروژه‌های پژوهشی دیگه) این مهم‌ترین بینشی بود که پیدا کردم. نویسندگی، برنامه‌نویسی، مهارت‌های مدیریتی، فهم بصری و… همه عضله‌های مختلفی هستند که ما به حسب کار اصلی‌ای که در هر برهه انجام می‌دیم تقویتشون می‌کنیم و برای آدم‌هایی که میان دو دنیا زندگی می‌کنند رشد متوازن این عضله‌ها شاید مهم‌ترین مسئولیت باشه؛ حتی مهم‌تر از این‌که چه عنوان شغلی‌ای دارند.

دیوید گریفیث: آموزش و پژوهش در فیزیک

اکثر کسایی که دوره لیسانس فیزیک رو پشت سر گذاشتن قریب به یقین اسم گریفیث رو شنیدن. در خیلی از دانشگاه‌های دنیا کتاب‌های الکترومغناطیس و کوانتوم گریفیث رو برای دو ترم متوالی تدریس می‌کنند. همین‌طور کتاب آشنایی با ذرات بنیادی گریفیث نه تنها یکی از بهترین‌ منابع برای دانشجوی کارشناسیه که جزو اولین کتاب‌های آموزشیه که برای اون مخاطب نوشته شده. خلاصه که گریفیث شخص نام‌آشنایی هست در آموزش فیزیک.

دو سال پیش، پروژه تاریخ شفاهی امریکا مصاحبه‌ای با گریفیث کرد که مثل اکثر مصاحبه‌هاشون خیلی خوندنیه. برای من که همیشه برام آموزش مهم بوده و در دانشگاه‌های مختلف از تدریس بد آدم‌ها رنج بردم، دیدن نظرگاه کسی مثل گریفیث خیلی مهمه. بخش‌هایی که از این مصاحبه برام خیلی جالب بود رو اینجا می‌ذارم. اصل این مصاحبه در این نشانی در دسترسه.

گریفیث، مثل خیلی از فیزیکدون‌های دیگه از یک خونواده‌ای میاد که پدر و مادر هر دو استاد دانشگاه بودن اما نه فیزیک. خودش می‌گه به فیزیک علاقه‌مند شد چون که حس رهایی داشته:

I found it very liberating, and history very stifling. So, that, I think, is what confirmed me in physics. … I knew I was going to be a scientist and a physicist from a very early age for no terribly good reason.

در کل آقای گریفیث نکات قابل توجهی در مورد آموزش و پژوهش در فیزیک رو گوش‌زد می‌کنه و در کنارش هم ماجراهای جالبی تعریف می‌کنه. از این که وقتی جولیان شویینگر توی هاروارد بوده نمی‌ذاشته کسی جز خودش نظریه میدان‌های کوانتومی درس بده برای همین اون لکچرهای معروف سیدنی کلمن که امروز هم در دسترسه در واقع به زمانی برمیگرده که شووینگر از هاروارد رفته بوده.

Schwinger insisted that only he could teach quantum field theory. So, it was not until Schwinger left Harvard that Coleman was able to teach this now-famous course.

[with Carl Bender] We were both in the field theory course together, and after every lecture we would get to either his apartment or mine, and rewrite our lecture notes from Schwinger’s lectures, because they were brilliant. They were also very difficult, and we wanted to have perfect lecture notes for this course.

گریفیث تعریف می‌کنه که وقتی نتایج ابتدایی شتاب‌دهنده کمبریج منتشر شد، اونا با پیش‌بینی‌های نظریه الکترودینامیک کوانتومی تفاوت داشت. اون موقع، سر کلاس نظریه میدان شووینگر، کسی در مورد این مغایرت می‌پرسه و شووینگر در جواب میگه لابد واسنجیشون مشکل داره. سه چهار ماه بعد، وقتی که در کمبریج نتایج رو بازبینی می‌کنن متوجه میشن که با درست کردن واسنجی شتاب‌دهنده، داده‌های تجربی با نظریه هم‌خونی داره!

“What do you make out of the latest results out of the Cambridge Electron Accelerator?” And Schwinger, who was always irritated when somebody asked a question, sort of looked at his watch and said, “Well, I think they have problems with their calibration.”

به هر تقدیر شویینگر هم فیزیکدون تراز اولی بوده. آقا، همراه فاینمن برنده جایزه نوبل به خاطر کارشون روی الکترودینامیک کوانتومی شد. درس‌گفتار الکترومغناطیس شویینگر یکی از عمیق‌ترین و متفاوت‌ترین کتاب‌هایی هست که آدم می‌تونه برای عمیق شدن روی موضوعات مختلف بخونه. اما خب شخصیت شووینگر، بر خلاف فاینمن، بسیار ساکت و کمی تا قسمتی نامهربون بوده.

برای زندگی‌نامه شووینگر به این کتاب نگاه کنید.

ما در دانشگاه بهشتی هم از این داستان‌ها داشتیم که تا فلانی هست نباید بهمانی درس بیسار رو بده. مثل این‌که این ماجرا در محیط‌های خیلی حرفه‌ای هم بوده و هست. ولی خب اونجا رقابت بین غول‌ها بوده و اینجا بین آدم‌های دوپا. این ماجرا خیلی جالبه چون کلاس کلمن در هاروارد تبدیل به یکی از بهترین کلاس‌های درس میدان‌های کوانتومی میشه جوری که هنوز هم که هنوزه آدم‌های زیادی ویدیوهاش رو می‌بینند و درس‌گفتارهاش رو می‌خونند. خود کلمن هم فیزیکدون درجه یکی بوده که با این که زیاد علاقه‌ای به تدریس نداشته اما وقتی این کارو می‌کرده، به خوبی از پسش بر می‌اومده و تجربه کلاس درس برای دانشجوها خیلی خوشایند از آب در می‌اومده.

Tony Zee had gone to Coleman and said, “I would like to work with you. What would you suggest as a research problem?” And Coleman said, “If I had a research problem, I would work on it myself,” and sent him away.

گریفیث در مورد شلدون گلشو (برنده نوبل فیزیک همراه با عبدالسلام) می‌گه که:

He is an amazing guy with an idea every minute. Most of them garbage, but every once in a while, one that’s fantastic. He and Coleman made a perfect combination, because Coleman was the opposite. He could demolish any idea. You’d tell him some new idea, and he would immediately see ten flaws in it.

گریفیث که الان استاد بازنشسته کالج ریده، فضای رید رو به خاطر اولویت آموزش بر پژوهش خیلی دوست داره. با این‌که هاروارد بوده و فرصت‌ بودن در محیط‌هایی که بیشتر تمرکزشون روی پژوهش بوده رو داشته انگار تلاش کرده خودش رو از فضای رقابتی چاپ مقاله دور نگه داره و تمرکزش رو بذاره روی یادگیری.

I like to publish. I flatter myself that I publish when I think I’ve got something useful to say that would actually benefit somebody else. I’ve never felt, at Reed, obliged to publish because that’s part of my job or something.

موقعی که از دوران تحصیلش توی هاروارد می‌گه، اصلا از کیفیت کلاس‌های درس راضی نبوده:

My first two years at Harvard were a wasteland in physics, as far as quality of teaching is concerned. I had a lot of teachers there who frankly would not have lasted a semester at Reed, but they were fine at Harvard because they were, or had been, significant researchers or whatever.

The instruction at Harvard was so terrible, especially in the first two years, but actually even in the third year. I remember courses that were really awful. I did then encounter Ramsey, and he was great, and my senior year, Purcell. But learning physics was not a happy experience at that point for me. I liked the subject itself once I understood it, but I remember going to lecture after lecture and not understanding a word that this turkey
was talking about.

نکته خیلی مهمی که گریفیث اشاره می‌کنه اینه که وقتی کلاس درس به خوبی برگزار نشه خیلی از دانشجوها ممکنه فکر کنند که مشکل از اون‌هاست و خودشون رو سرزنش کنند که توانایی یادگیری ندارند، در صورتی که بیچاره‌ها گناهی ندارن و مقصر استاد درسه:

Now I can look back on it and say, that was just lousy instruction. It was not my fault.

But the process of learning with lousy instructors is grossly inefficient and unpalatable. I sometimes think that I learned the subject better at Harvard than most of the students at Reed learn the subject, either because I taught myself or I learned it from hashing things out with fellow students, or whatever.

خلاصه هر چیزی که یادگرفته از صدقه سر تمرین زیاد و پیگیری‌های خودش بوده نه کلاس‌های هاروارد.

It was not because the teaching was good, but precisely because I had to fight for it, I think I learned it ultimately better. That’s a horrible thing to concede for someone who’s devoted his life to teaching, but I think somehow, if it works, the sort of bad teaching method probably is effective and beneficial.

به گفته گریفیث، توی هاروارد اگر کسی هم احیانا خوب درس می‌داده بر حسب اتفاق بوده! انگار که اصلا خوب درس دادن توی خونشون بوده نه اینکه تلاشی بکنن. مثلا کسایی مثل سیدنی کلمن، نورمن رمزی و ادوارد پورسل معلم‌های خارق‌العاده‌ای بودن اما بر حسب تصادف نه چون هاروارد اون‌ها رو به خاطر تدریسشون ارتقا می‌داده یا این جور چیزها. البته گریفیث میگه ممکنه در دوره‌های بعد بهتر شده باشه چون وقتی پسرش میره هاروارد مثل اون شکوه و گلایه نمی‌کنه از اوضاع تدریس. اما خب به وضوح خیلی چیزها در این مقایسه متفاوته، از جمله نگاه گریفیث به امر یادگیری و آموزش.

مصاحبه با کلمن
https://history.aip.org/phn/11503018.html
سیدنی کلمن
نورمن رمزی
ادوارد پورسل

قریب به یقین شما اسم کتاب‌های دوره فیزیک برکلی رو شنیده باشید. اد پورسل کتاب الکترومغناطیس اون مجموعه رو نوشته. گریفیث معتقده که پورسل یکی از بهترین معلم‌هایی بود که در هاروارد داشته. گوشه ذهن من اما همیشه یک سوال باز بود که کتاب‌ پورسل خیلی خوبه ولی نه برای شروع. ولی همیشه خودم رو این جوری توجیه می‌کردم که خب لابد بچه‌هایی که هاروارد یا برکلی هستن خیلی بهتر از منن برای همینه که من احساس راحتی نمی‌کنم با کتاب پورسل. به عبارت دیگه، مشاهده من در دوران تحصیلم این بود که زمانی که دانشجوی لیسانس برای اولین بار درس الکترومغناطیس بر می‌داره خیلی حس راحت‌تری داره وقت کتاب گریفیث رو برای شروع انتخاب کنه تا پورسل. نکته جالب اینه که گریفیث هم به این مسئله اشاره می‌کنه! تعریف می‌کنه زمانی که معلم حل تمرین درس الکترومغناطیس پورسل بوده مدام این نکته رو به پورسل گوشزد می‌کرده که سطح این کلاس بالاتر از لیسانسه. اما خب، با این که خود پورسل هم شکایت‌های مردم رو می‌شنیده اونا رو مزخرف می‌دونسته و توجه نمی‌کرده:

Purcell is the greatest ever, but that’s at a more elementary level. … He had been getting complaints from people. They said, “That’s a beautiful book. Maybe you can use it for honors students at Harvard, but you can’t use it for most students.” And Purcell always said, “That’s nonsense. This book was written for every physics student.”

مشکل این نبوده که کیفیت کلاس درس بد بوده، یا بار ریاضیات کلاس پورسل زیاد بوده. نه! دانشجوی لیسانس در اون مقطع هضم مفاهیم فیزیکی رو جوری که پورسل درس میداده براش سخت بوده:

I went to every single one of his lectures, which were spellbinding. They were brilliant lectures, and his demonstrations were fantastic. … It’s not that it’s so sophisticated. Mathematically, it’s not very sophisticated, but physically, it’s very sophisticated. It’s very demanding of a student. The kind of student who wants to solve the problems by paging back and finding the relevant-looking formula, but not actually reading the chapter, it’s a hopeless book for them. You have to read some chapters two or even three times.

اما سرانجام یک بار که پورسل به دانشجوهای غیرممتاز درس می‌داده و گریفیث معلم حل تمرینش بوده، اعتراف می‌کنه که بله، این کلاس برای همه دانشجوها نیست. سنگینه! خلاصه با این که به نظر گریفیث کتاب پورسل خیلی خوبه، اما صادقانه بخوایم بگیم برای دانشجوی تازه وارد نوشته نشده. علت محبوبیت کتاب الکترومغناطیس گریفیث هم اینه که محتوای استاندارد خوش هضمی رو برای دانشجوی سال دو یا سه فراهم می‌کنه. هر چند که موفقیت کتابش برای خودش کمی فرای انتظارش بوده!

… Purcell’s is the greatest textbook — maybe the greatest textbook ever written on any subject in physics. But mine is much more standard, junior level. Maybe a little bit clearer, maybe a little bit more user friendly, but basically, I’ve been astonished at how successful that book has been. I don’t understand it, frankly.

در مورد نوع درس دادن مکانیک کوانتومی هم گریفیث نظرات قابل توجهی داره. مسئله این‌جاست که چون نظریه الکترومغناطیس (حتی الکترودینامیک) کماکان جزو حوزه کلاسیک فیزیک حساب میشه چندان تفاوت نظری وجود نداره که از چه مباحثی شروع به تدریس کنیم و به چه رویه‌ای پیش بریم. اما مکانیک کوانتومی این جوری نیست. کتاب‌های مختلف کوانتوم گاهی با سیر تاریخی پیدایش نظریه مکانیک کوانتومی پیش میرن و گاهی رهیافتی خیلی مدرن دارن.

اجزای اصلی یک آزمایش اشترن-گرلاخ.
آزمایش اشترن-گرلاخ’ آزمایشی در فیزیک است که نشان‌دهنده انحراف کوانتومی ذرات در میدان مغناطیسی است
این آزمایش نشان می‌دهد که الکترون‌ها ذاتاً ویژگی‌های کوانتومی دارند، و این که چه طور اندازه‌گیری در مکانیک کوانتومی روی چیزی که اندازه‌اش می‌گیریم تأثیر می‌گذارد.

یادمه اولین بار که درس مکانیک کوانتومی در بهشتی داشتیم، استاد ما با یک کتاب جدید به اسم مکینتایر اومد سر کلاس و خیلی خوش‌حال بود که این کتاب خیلی مدرن نوشته شده و فوق‌العاده‌س برای تدریس. کتاب مکینتایر در واقع نسخه کتاب ساکورایی بود برای دانشجوی لیسانس. یعنی ب بسم‌الله کتاب، آزمایش اشترن- گرلاخ و مسئله اسپین بود. نتیجه کلاس برای من چیزی نبود جز اتلاف وقت چون اصلا احساس یادگیری نمی‌کردم. بخشیش به خاطر استاد و عدم تسلطش به موضوع بود و بخش دیگه‌ش به رهیافت کتاب مکینتایر برمی‌گشت. کتاب ساکورایی کتاب خیلی خوبیه و دانشجوی تحصیلات تکمیلی زمانی باهاش روبه‌رو میشه که اصول رو یک بار در لیسانس دیده و مسیر تحول فکریش خوب ساخته شده. برای همینه که ساکورایی به جای مسیر تاریخی، با یک رهیافت مدرن شروع می‌کنه و قصه رو کلا جور دیگه بیان می‌کنه. جوری که صفحات تاریخ رو جابه‌جا می‌کنه و یک روایت جدید تعریف می‌کنه. اما برای دانشجوی لیسانس، درک مسئله اسپین، به عنوان یک مفهوم کاملا مدرن ساده نیست. چه طور میشه به کسی که شهود روزمره‌ش درگیر مسئله چرخش زمینه، اسپین رو توضیح داد و بگی این همونه فقط نمی‌چرخه؟! خلاصه من اون کلاس رو نرفتم و کتاب گریفیث رو شروع به خوندن کردم و همه چیز برام روشن شد.

How do I go into class on the first day and say, imagine a system in which there are only two possible states, or linear combinations of those two states, and having students look at me as though I was the man on the moon, or something?

When you’re coming out of classical mechanics, unless you go to something like classical optics and talk about polarization — that’s a system that has two different linear polarizations, and you can have linear combinations of those – but what’s the connection between that and mechanics? It’s awkward.

I can’t stand popularizations of quantum mechanics that love to say, well, a particle is neither a wave nor a particle. The electron behaves sometimes like one and sometimes like the other, and there’s no coherent way to picture it. I don’t like that because if somebody has not studied quantum mechanics, I think that it’s mumbo jumbo.

البته توضیح هم می‌ده که چرا روشی که خودش برای نوشتن کتاب مکانیک کوانتومیش پیش گرفته رو ترجیح می‌ده:

In the case of quantum mechanics, there are radically different ways of presenting the subject, and mine is one take on how to present quantum mechanics, the one that I happen to feel pedagogically most comfortable with.

Mine is based on position space quantum mechanics, wave functions, starting with the Schrödinger equation. I was determined that the Schrödinger equation would appear on the first page of my book, and it does. But the wave function, psi, lives in Hilbert space. It is mathematically a subtle and tricky kind of object, which you sort of sweep under the rug, but eventually it’s going to come up and bite you. … I’ve never dared to teach it that way myself because the motivational problem strikes me as being very, very tricky.

روش گریفیث در درس دادن فیزیک تلاش برای واضح بودن و از ساده به سخت رفتنه:

There’s no reason not to be as clear and as accessible as you possibly can. So, I’ve always, in teaching, favored the simplest possible way of explaining something. … Let’s start out with [ … something] very concrete and non-abstract, and then ascend to the higher levels of abstraction later in the subject, not at the beginning.

David J. Griffiths | Techfest 2012, IIT Bombay

به طور کلی اما گریفیث نسخه‌ای نمی‌پیچه که بهترین روش تدریس فیزیک چیه:

I do agree that there are lousy ways of teaching. I have already confessed that I experienced a good deal of that. I have theories about what makes for lousy teaching. I don’t know what makes for great teaching. I’ve seen lots of different great teachers, and I would hate to have to give you a prescription for what makes good teaching of physics. I was in some respects ambivalent

I learned very quickly in my teaching career that a lot of my students could think a whole lot better than I could, or at least a whole lot faster than I could. What I was doing is, I knew something, understood something about the physical world that they didn’t, and that they wanted to know.

So, my business as a teacher was not to teach them how to think, although in some vague, indirect sense, maybe that’s true, but I was going to explain things so that they would come to understand basic principles of physics. I have a very un-exalted notion of what my role as a teacher is: to explain things in as efficient and as appetizing a way as I possibly can.

So, my parents, again, subscribed a little bit to the notion that a teacher is sort of like a drill sergeant or a gymnastics instructor. Your business is to make these students jump through a bunch of flaming hoops or something. I don’t know; that sort of rubs me the wrong way. I’m trying to liberate students from perhaps incorrect intuitions, or simply from ignorance.

توی مصاحبه یک جایی گریفیث اشاره می‌کنه که یک رسمی عجیبی وجود داره که هر سال معلم‌ها و اساتید اشاره می‌کنن که آره کیفیت دانشجوها اومده پایین و قبلا این جوری نبود و اصلا دیگه کسی براش مهم نیست و از این حرفا. این خیلی عجیبه چون از زمان سقراط و ارسطو هم این حرف و نقل‌ها بوده و اگر واقعا همیشه کیفیت دانشجوها رو به زوال بوده قاعدتا نباید دیگه چیزی به ما می‌رسید. توجیه این ماجرا هم چیزی نیست جز فراموشکاری آدم‌ها و خطاهای شناختیشون!

It’s a sort of weird psychological phenomenon. You remember the wonderful students, and you blissfully forget the not so wonderful students. So, your memory is always a rosier past than the present.

به نکته‌ای گریفیث اشاره می‌کنه که خیلی به دل من نشست. حقیقت اینه که از وقتی که من اومدم دانشکده علوم کامپیوتر دانشگاه آلتو، به این مسئله زیاد فکر می‌کنم که چرا آدم‌ها این جا اصلا علاقه‌ای به صحبت کردن در مورد علم ندارن. اکثر آدم‌ها در مقطع تحصیلات تکمیلی همه تلاششون رو می‌کنن که در زمان‌های استراحت یا ساعات به اصطلاح خودشون غیر کاری راجع به علم – کارشون – صحبت نکنن. دلیلشون کمی قابل قبوله چون بالاخره استرس و فشار کاری زیاده و آدم‌ها تلاش می‌کنن خارج از کار، مفری برای آسودگی خاطر پیدا کنن. اما از طرف دیگه، به نظر من مهم‌ترین رکن یک محیط علمی، شور و اشتیاق آدمای اون موسسه به پرداختن به علمه!

… All liberal arts colleges claim that their students are very studious and academically committed and all that, but Reed is the only place, including Harvard, where I’ve found this to be actually true. I remember one of my first experiences at Reed was down in the locker room, in the gym. I’m a swimmer, so I was down there to go swimming, and realized that the student conversation in the locker room was all about their Hegel lecture that morning.

At Trinity, it was considered absolutely rude to talk about your classwork outside of class. In the lunch hall, you’re supposed to talk about fraternities and the progress of the football team, you know? But at Reed, everybody’s focus and attention were their academics. It’s a little bit overly precious sometimes, but it’s so much more refreshing, especially for a teacher, than the opposite.

گریفیث معتقده تعادل بین تدریس و پژوهش خیلی مهمه و دلیلی نداره که این همه موسسه با این حجم از پژوهشگر فقط در زمینه چاپ مقاله پیش‌تازی کنند.

First of all, I think, in general, the world would be a better place if about 75% of all publications had never been published, because there’s this, to me, childish emphasis on publication — publish or perish, you know?

People feel compelled to publish garbage, and they do. Most publications in physics, we would be better off if they had not been published. You say, well, everybody’s making an incremental change and improvement, or something like that. Well, that’s not true. What they’re doing is clouding the works, by and large.

Nicholas Wheeler, who’s, second to Coleman, the most brilliant physicist I’ve ever known. He does not publish and will not publish. He writes these incredible monographs. In the old days, he would literally calligraph them himself. Beautiful — he’s a genius at taking some subject in the literature, writing it up in his own words, so that what had been this convoluted, complicated, murky subject, and it comes out as this beautiful, crystal-clear thing in his hands. Nowadays he types them all, and they’re actually available on the web.

But he will not publish anything. Is it original? No, in a certain sense, it’s not. He’s taking something that’s in the literature, and as I say, cleaning it up. Polishing it. I think it’s not research. It’s not, at least, original research, but it is a contribution of the highest order. But it wouldn’t satisfy a modern dean — he wouldn’t have survived a year at a research university because he refuses to publish this stuff.

In the physics department at Reed, at least, we like to think of the senior thesis project as a research project in which the student is 100% in charge. This is a myth, but it’s a good myth. … we like to pretend that the student has input and ownership of all aspects of it.

در ضمن، آقای گریفیث چندان علاقه‌ای به ترویج علم به زبان ساده و چیزهای این شکلی نداره! میونه‌ش با کتابایی مثل تاریخچه زمان هاوکینگ خوب نیست و به نظرش اگه کسی می‌خواد چیزیو یادبگیره باید اصولی یادبگیره. وظیفه خودش رو در توضیح دادن چیزها به بهترین شکل می‌دونه اما در قالب حرفه‌ای نه کتاب قصه:

I don’t like popularizations of physics. Things like Hawking’s [A] Brief History of Time, that talk about physics but don’t actually teach you to do it, and I think very often give you a very misleading — you know, because they want to use intriguing terms, and precisely want you to be amazed by the physics rather than understand the physics. That kind of rubs me the wrong way.

I wanted to write a book that would be for non-science people, but teach them actually, with a little bit of nuts and bolts, about what’s going on in the subject. Not the speculative supersymmetry, but real, established physics. But because I don’t believe you can understand that stuff without doing occasional problems, I sprinkled through the book problems, and I was told right at the beginning, you put problems in there with numbers and equations, nobody’s going to read it. But I wanted it to be an honest introduction to the subject.

در مورد این که همه دارن برنامه‌‌نویس میشن!

زمانی که من بچه‌سال بودم، همه جا صحبت از مهندسی مکانیک بود. رایج بود که نون تو مهندسی مکانیکه. تبی که بعدش تبدیل شد به مهندسی برق. اون زمان هر بچه محصلی که درسش خوب بود بی‌ چک و چونه باید می‌رفت برق. جوری که تقریبا انتخاب اول همه رتبه‌های برتر کنکور برق خصوصا برق شریف بود. گاهی جامعه حتی بهت اجازه نمی‌داد که به چیزی جز مهندسی برق فکر کنی. برق فلان‌جا رو می‌زدی نشد یه جای دیگه، اگه باز نشد اون موقع یه رشته دیگه. حتی سال ۹۱ که من کنکور دادم هم از همه می‌شنیدم که چی؟! یعنی برقو نمی‌زنی؟! نکن! خلاصه که دوران عجیبی بود؛ هم از این جهت که دیوانگی من برای انتخاب فیزیک و بعدش ریاضی برای هیچکس پذیرفتنی نبود هم از این جهت که اصلا برق توی لیست انتخاب رشته‌م نبود و این یعنی عباس واقعا عقلشو از دست داده! البته عباس از اول عقلی نداشت که از دست بده. مردم به این توجه نمی‌کردند!

نکته جالب‌تر اینه که بعدا مردم مثلا می‌گفتن ببین فلانی برق خوند و الان فلان‌جاست! کجا؟ مثلا داره نوروساینس کار می‌کنه. عمده این آدم‌ها هم خب چون بازار کار مستقیمشون اشباع شده بود مجبور بودن یه راه دیگه برای ارتزاق پیدا کنند. تازه بعد می‌دیدی خیلی‌های دیگه هم که برق نخوندن همونجان دقیقا. منظورم اینه که این‌که طرف توی برق چهار تا انتگرال حل کردن یاد گرفته و بعدا هم مجبور شده کد توی متلب بزنه اسمش نیست مهندسی برق. اسمش هست حواشی رشته برق که تو اکثر مهندسی‌های دیگه و حتی علوم پایه هم پیدا میشه. بگذریم.

به هر تقدیر، اون دوران گذشت و تب برق هم خوابید. کم‌کم مردم شروع کردن درباره این صحبت کردن که ببینید اون‌قدرا هم درست نبود که همه رو تشویق کنیم برق بخونن! از این حرفا که درسته که باید رویه جامعه رو درک کنیم ولی خوب نیست که کورکورانه دنباله‌رو بازار باشیم. شبکه‌های اجتماعی هم پر شد از این حرفا. تا این‌که خیلی سوسکی همون جوانک‌هایی که در مذمت دنباله‌روی از رویه‌ها و این که نون کجا هست و این حرفا توییت‌ها می‌زدن و رساله‌ها در لینکدین منتشر می‌کردن، یک‌هو شروع کردن به این که آی ایهاالناس برنامه نویسی یادبگیرین و نون توی دیتا است و … . مثلا یکی از همین تجددگراهای همیشه جوگیر که هنوز کارشناسیش رو هم تموم نکرده بود توییت کرده بود که به بچه‌م قبل از هر چیزی پایتون یاد می‌دم. یعنی حتی چند ثانیه فکر نکرده با خودش که شاید پایتون در زمان بچه‌ش وضعیت الانو ممکنه نداشته باشه. بازار داده برای این آدم‌ها دقیقا آشتی‌زدایی کرد از ماجرای قدیمی «بچه‌م باید دکتر/مهندس بشه.» خلاصه کماکان سگ می‌زنه و گربه می‌رقصه!

این روزها که خبر میاد که شرکت‌های بزرگ فناوری مشغول به تعدیل/اخراج تعداد زیادی از کارمندهای خودشون هستن، باز در شبکه‌های اجتماعی همه با فخرفروشی خاصی مشغول به اشتراک گذاشتن گواهی‌نامه‌های تموم کردن دوره حلقه‌های تکرار و تابع در پایتون و هم‌رسان کردن دفترچه‌های ژوپیتر خوشگلشون هستن. این بد نیست لزوما! بله بنده هم درک می‌کنم که مهارت برنامه‌نویسی چقدر مهمه. اگر اجازه بدین باید بگم که کارم اینه! بد اینه که با همون ولع قبلی که برای عمران، مکانیک و برق تبلیغ میشد حالا داره تبلیغ میشه که همه دانشمند داده بشن. چه خبره واقعا؟!

یادمه وقتی تو شهر ما اولین آب‌اناری باز شد، به یک سال نکشید که چندین مغازه دیگه تغییر کاربری دادن به این شغل. اولش تنوع بود و رقابت. بعدش شد تکرار و بدبختی عمده‌شون. واقعا این همه برنامه‌نویس ده سال دیگه اگه بیکار بشن چیکار می‌کنند؟! این که فقط کد بزنیم که نشد کار! چه مهارت‌ها و توانایی‌های دیگه‌ای دارن که خودشون رو تو بازار کار از بقیه متمایز کنند؟! توی جامعه ما هنوز کسی که با کامیپوتر کار می‌کنه حس اینو داره که کار متشخصانه‌ای داره انجام می‌ده. احساسی که انگار مشغول انجام دادن یک کار رده بالا است. کاری که افراد کمی در جامعه قادر به انجامش هستند. در جامعه طبقاتی ما که احترام آدم‌ها عمدتا به رده شغلی و لباس تنشونه، به نظرم خیلی زود مردم همگرا میشن به این ایده که برنامه‌نویسی هم شبیه به کار ساختمونه. اون موقع جوان‌های برنامه‌نویس دیگه اونقدرا که فکر می‌کنند «کول» حساب نمی‌شن.

بله من متوجه هستم که در شرایط کنونی، یادگیری این چیزها به لطف اینترنت خیلی آسون‌شده و دست کم فرصت‌های شغلی مختلفی برای آدم‌ها ایجاد کرده. خودم هم هزارتا پسرخاله و دخترعمو می‌شناسم که به لطف یادگیری پایتون الان سر کار هستند. همین‌طور متوجه این هم هستم که در کنار دانشگاه راه آسون مهاجرت دست به کیبورد شدنه. بله بله بله! همه این‌ها رو می‌دونم. اینو هم می‌دونم که الآن یه سطحی از برنامه‌نویسی شبیه حسابان و جبر خطی شده، ولی نه فقط برای علوم پایه. عملا برای همه. اگه تو مدرسه یا اوایل دانشگاه یه چیزی که به کار ملت بیاد رو خوب درس بدن، همه‌ی این نیازها مرتفع می‌شه.

همه حرفم اینه که به نظر می‌رسه ولع زیادی هم در دنیا و هم در ایران هست برای این‌که کل جامعه به این سمت حرکت کنه. این به خودی خود آفت‌های زیادی میاره. در آینده بخش زیادی از این نسل که قاطی این گله به چراگاه‌های خوبی رفتن متوجه میشن که دیگه زمین سبزی وجود نداره! و این هم برای جامعه بده هم برای آدم‌ها. این وسط فقط غول‌های فناوری پول‌دارتر میشن و نیروهای بهتری رو با قیمت کمتری جذب می‌کنند. باز بگم که من با این حرف موافقم که هر کسی برنامه‌نویسی یاد می‌گیره قرار نیست Software Engineer یا Data Scientist بشه. خودتون لب مطلب رو بگیرین دیگه!

لطفا دست بردارین از سر بچه‌های ما!

در رد و تمنای مجلات دانشجویی

هر کسی که به جایی رسیده، حتما با تمرین و تلاش به اونجا رسیده. اگه کسی دانشمند خوبیه لابد ساعت‌ها وقتش رو توی این راه صرف کرده و دود چراغ (نور مانیتور) رو تحمل کرده! طبیعتا این در مورد نوشتن هم صادقه. اگه کسی قصد داره برای یا در مورد علم بنویسه باید تمرین کنه و مهارت‌هایی که لازمه رو یادبگیره. ممکنه تفاوت شاهکارها با آثار به نسبت خوب در هر زمینه، نوعی خلاقیت یا نبوغ خاص باشه اما قطعا تفاوت یک اثر بد با یک اثر خوب در تمرین نکردن و بی‌تجربگیه. برای همین، تلاش‌هایی که در گوشه و کنار دانشگاه‌ها میشه تا مطالبی در قالب مجله‌های دانشجویی گردآوری بشه واقعا ستودنیه. چون برای تازه‌کارها فرصتی پیدا میشه تا توی یک محیط محلی دست‌ورزی کنن و توانایی‌هاشون رو به منصه ظهور برسونن. به خاطر مخاطب محدود و یک‌دستی جامعه هدف هم معمولا نوشتن در این جور جراید، آسون‌تر از مثلا نوشتن برای یک روزنامه کثیرالانتشار یا مجله پرفروشه. خلاصه بی برو برگرد مجله‌هایی که در هر دانشکده یا دانشگاه منتشر میشه خوبه و این‌که بیش باد! دم همه کسایی که به هزار زحمت تلاش می‌کنن تا یدونه شماره دیگه هم چاپ کنن گرم واقعا!

اما یک مسئله که به طور مشخص در ایران وجود داره اینه که چون بستر اقتصادی یا حمایتی مناسبی برای تولید این جور آثار وجود نداره، مجلات دانشجویی، مثل اکثر فعالیت‌های دیگه اگه قائم به شخص نباشن حتما به صورت هیئتی اداره میشن. یعنی تا بوده این جوری بوده که یکی دو نفر آدم با صفا و با انگیزه پیدا میشدن و کاریو بدون چشم‌داشت خاصی جلو می‌بردن و در نهایت یکی هم بهشون نمی‌گفته دستتون دردنکنه! با رفتن اون‌ها هم معمولا کل پروژه می‌خوابه و بعد از مدتی هم فراموش میشه. انگار که نه شاهی اومده و نه شاهی رفته! مدل هیئتی‌ هم این شکلیه که به جای شخص، مثلا یک انجمن علمی دانشجویی سعی می‌کنه مجله‌ای رو با یک زمان‌بندی خاص منتشر کنه. این الگو هم – بدون تعارف – تا امروز محکوم به شکست بوده از نظر من. شاید این مدل در نگاه اول یک گام رو به جلو باشه نسبت به مدل قبل، اما کماکان به خاطر دلایل زیادی که یک سرش وصله به نبود تشکل‌های صنفی درست درمون و یک سرش هم به نابه‌سامانی‌های اداری/مالی/علمی دانشگاه‌ها، انجمن‌های دانشجویی در بیشتر اوقات تبدیل به سرگمی میشن تا یک چیز جدی. خلاصه که فعالیت‌هاشون پشت نداره؛ ابتر باقی می‌مونن و نمی‌تونن کیفیت ثابتی رو در درازمدت حفظ کنند.

همه حرف من اینه که هر سال تلاش‌های زیادی توسط آدم‌های مجرب و دلسوزی انجام میشه که در نهایت اثرشون در فضا و زمان محدودی از بین میره. زمانی که دانشجوی کارشناسی ارشد بودم، یه بار که به دنبال پایان‌نامه‌ای توی کتاب‌خونه استاد راهنمام بودم به یک سری مجله برخورد کردم. مجله‌هایی که روی جلدشون یک نماد یین و یانگ داشتن و برمی‌گشتن به سال‌هایی که من حتی به دنیا نیومده بودم؛ مجله فیزیک‌، صاحب امتياز مرکز نشر دانشگاهی و مدير مسئول دکتر رضا منصوری. هر شماره‌ای از این مجله‌ رو که ورق می‌زدم حظ می‌کردم! چه کیفیت محتوایی، چه دقت نظری در انتخاب موضوع و چه ترجمه‌های شیوایی! هیات تحریریه هم که عالی و درجه یک.

مجله فیزیك-۲۸
تاریخ انتشار: پاییز ۶۴

به وضوح مشخص بود که زمانی در این مملکت، مردمِ کاردرستِ فیزیک، ذوق و شوق تولید چنین آثار فاخری رو داشتن. چیزی که الان خبری ازش نیست. در این زمانه یا ذوقی دیگه برای اهل قلم نمونده – که حق دارند – یا ذوق و شوق‌دارهامون هنوز طفل راه هستن و بعضا متاسفانه جوگیر یا فقط به فکر معاش! قاعدتا راه‌هایی وجود داره که بعد از خوندن این نوشته شما بتونید به اون مجله‌ها دسترسی پیدا کنید. اما به چه قیمت و راحتی؟! شماره ۲۸ مجله فیزیک چقدر برای مردم ما در دسترسه؟! مثلا سایت نشر دانشگاهی که هیچ نسخه‌ای در انبار نداره برای فروش. ظاهرا هم نسخه تحت وب که هیچ، جایی فایل‌ اسکن شده‌‌ای از اون مجله‌ها هم وجود نداره. یا لااقل من نتونستم پیدا کنم که به نظرم خودش معیاری از عدم دسترس‌پذیریه! توجه کنید که مجله فیزیک یک مجله حرفه‌ای بود نه یک فعالیت دانشجویی! پس خدا به داد چیزهای کمتر مطرح برسه. راستی، منظور من دسترسی آسونه، نه لزوما دسترسی رایگان.

مثال دیگه مجله رشد آموزش ریاضیه. با این‌که از سال ۸۹ دیگه چیزی ازش منتشر نشده ولی دست‌کم نسخه پی‌دی‌اف اکثر شماره‌ها هنوز – به فضل خدا! – روی سایتشون وجود داره. سرتونو درد نیارم، رسما حجم زیادی از آثاری که می‌تونسته تا ابد در درسترس مردم باشه بعد از این‌که تجدید چاپ نشدن رفته رفته از دور خارج شدند و احتمالا چند نسخه‌ای ازشون هم گوشه یک سری کتاب‌خونه‌ داره خاک می‌خوره. هیچ کسی هم مثلا نمی‌دونه که دکتر کریمی‌پور در مورد فلان مطلب تو فلان شماره از اون مجله یک مطلب خوب به زبان فارسی نوشته. شخصا چند سال پیش که درس آموزش ریاضی داشتم، مرور شماره‌های مختلف مجله رشد آموزش ریاضی خیلی بهم کمک کرد. مطئمنم که اگه دانش‌آموزها و دانشجوهای خصوصا کارشناسی دسترسی معقولی به این محتواها داشته باشن روند یادگیریشون قطعا بهتر میشه. بد نیست بگم که توی این نوشته قصد من اصلا این نیست که بگم کسی مقصره. بنده برای همه عزیزانی که این سال‌ها این آثار رو تولید کردند کلاه از سر برمیدارم. اما وقتی می‌بینم که دست ما کوتاه و خرما بر نخیله احساس ناراحتی می‌کنم. ای کاش یک عزم جدی برای تبدیل نسخه‌های چاپی به نسخه‌های دیجیتال وجود داشت.

از طرف دیگه، ممکنه بگید خب بالاخره این‌ها آثار قدیمی هستن و نسل جدید این شکلی برخورد نمی‌کنه. متاسفانه ربطی نداره. اول این‌که دیوان حافظ هم یک اثر قدیمی حساب میشه که امروز روی وب راحت در دسترسه. کافیه شما یک مصرع رو جستجو کنید و به سادگی به شعر مورد نظر و حتی اجرای اون شعر توسط خواننده‌های مختلف دسترسی پیدا کنید. پس دلیلی نمیشه که ما آثار خوبی که در علم داشتیم رو روی وب نیاریم. دوم این‌که متاسفانه در نسل جوان، چندان علاقه، همت و انگیزه‌ای برای تولید این جور محتوا به زبان فارسی دیگه پیدا نمیشه، که خب – باز هم – حق دارن! زمانه خوبی نیست به هر حال. به این‌ها البته که باید اضافه کرد ولعی که برای رفتن به سمت تولید محتواهای بی‌عمق ولی مناسب بازار در کل دنیا حاکم شده.

یک مثال خوب برای اینکه بگم چه طور یک مجله جدید در یک فضا و زمان محدود داره از بین میره، مجله وزین تکانه است که مدیر مسئولش دکتر سامان مقیمیه. ارادت من به سامان و هیئت تحریریه این مجله به کسی پوشیده نیست اما این مجله هم کماکان در قالب یک نسخه فقط مناسب چاپ منتشر میشه و هیچ وبگاه استانداردی برای میزبانی این مجله وجود نداره. اگه شانس بیارین می‌تونین نسخه‌ پی‌دی‌افش رو در قالبی که اصلا مناسب صفحه‌های نمایش نیست در کانال تلگرام انجمن علمی فیزیک شریف پیدا کنید. تلگرام جای خوبی برای نگه‌داری این چیزها نیست. نه چون فقط دسترسی بهش محدود شده، به خاطر این که یک دانش‌آموز دبیرستانی یا دانشجوی سال دو فیزیک توی یاسوج نمی‌تونه با جستجوی چند تا کلمه توی یک موتور جست‌وجو به محتوای پی‌دی‌اف شده در یک کانال تلگرامی برسه!

وبگاه تکانه که در زمان انتشار این نوشته حتی در دسترس نیست!
پیامی در کانال تلگرام انجمن علمی فیزیک شریف

راستش من اصلا متوجه نمیشم که با وجود این همه ابزار آنلاین چرا ما هنوز اینقدر سنتی عمل می‌کنیم. من به طور مفصل در مورد روایتگری و وبلاگ‌نویسی در علم نوشتم، هدفم هم در این نوشته این نیست که بگم بالکل در مجلات رو تخته کنیم. نه! حرفم اینه که باید همگرا بشیم به شیوه‌های امروزی به یک دلیل خیلی مهم و ساده:

دسترسی به محتوای دیجیتالی که استاندارد منتشر شده برای همه آسون‌تره و این به خودی خود عدالتی آموزشی میاره و به پویایی زبان فارسی کمک می‌کنه.

من به عنوان سردبیر سیتپور باعث افتخارمه که همه دست به قلم‌های مجلات علمی رو به این وبلاگ دعوت کنم. دوست دارم که مثلا حسین که توی تکانه‌ مطلب می‌نویسه اینجا هم بنویسه. از این بیشتر دوست دارم که حسین به کمک دوستان و همکارانش رویه‌ای رو در دانشگاه شریف ایجاد کنند که محتواهای خوبی که تولید می‌کنند هدر نره و سال‌ها برای مردم در دسترس باشه.

فراموش نکنیم که نه تنها هزینه تحصیلات ما در دانشگاه‌های دولتی از جیب مردم اقصی نقاط این کشور عزیز میاد که ما اهل علم هم در برابر زبان فارسی و فرهنگ ایرانی مسئولیم.

شکل ساختارها و اجرام سماوی

چرا ستاره‌ها و سیارات کروی هستند و کهکشان‌ها معمولاً شکل دیسکی دارند؟

می‌خواهیم بدانیم شکل اجرام نجومی که در آسمان می‌بینیم به چه صورتی هستند؟ بگذارید ببینیم در آسمان بالای سرمان چه ‌چیزهایی می‌بینیم؟ در طول روز عمدتاً خورشید را می‌بینیم! ولی در شب می توانیم ستاره‌ها را هم مشاهده کنیم. در مناطق شهری تعداد خیلی کمی از آن‌ها و در مناطق خیلی تاریک و به‌دور از آلودگی نوری شهرها تا حدود پنج الی شش هزار ستاره! امروزه می‌دانیم که خورشید یک کره بزرگ گازی است که ‌به‌دلیل هم‌جوشی هسته‌ای در مرکز آن شعله‌ور و درخشان است. ستاره‌های آسمان شب هم همگی خورشیدهایی هستند کروی‌شکل؛ در اندازه‌ها و دماهای مختلف. دیگر چه‌چیزهایی می‌توانیم در آسمان شب ببینیم؟ ماه و گاهی، بعضی‌ از سیارات منظومه‌شمسی. ماه و سیارات منظومه‌شمسی هم همگی به‌شکل کروی هستند؛ سنگی، گازی یا یخی. هم‌چنین می‌بینیم که خورشید، ماه و سیارات در محدوده‌ای در آسمان که به ‌آن منطقه‌البروج گفته می‌شود، حرکت ‌می‌کنند و این موضوع یعنی تقریباً همگی در یک صفحه حول خورشید می‌گردند.‌ بنابراین اگر می‌توانستیم از بالا به منظومه‌شمسی نگاه کنیم می‌دیدیم که ساختاری شبیه به یک دیسک دارد. دیگر چه؟ اگر در مناطق تاریک و به‌دور از شهرها باشیم این شانس را خواهیم داشت که نوار مه‌آلود کهکشان راه‌شیری را هم ببینیم. چرا نوار مه‌آلود؟ چون ما در واقع از داخل دیسک کهکشان به مناطق مرکزی آن نگاه می‌کنیم؛ بنابراین آن را به‌صورت یک نوار می‌بینیم و گرد‌ و غباری که در راستای دید ما قرار گرفته باعث می‌شود این نوار به‌شکل مه‌آلود باشد. با کمک تلسکوپ می‌توانیم کهکشان‌های دیگر را هم ببینیم که عمدتاً ساختاری دیسکی‌شکل دارند. گه‌گاه در آسمان شب می‌توانیم دنباله‌دارها و شهاب‌ها را هم ببینیم. دنباله‌دارها را می‌توان از جمله اجرام سرگردان منظومه‌شمسی دانست که معمولاً شکل‌های نامنظم دارند. دنباله‌دارها حاوی مقادیر زیادی یخ (مواد فرار مثل آب، متان، آمونیاک و غیره) هستند و معمولاً در مدارهای کشیده‌ی باز یا بسته به‌دور خورشید می‌گردند. با نزدیک شدن به خورشید یخ‌ آن‌‌ها آب شده و فوران می‌کند و به‌همراه خود بخش‌هایی از این گلوله‌های برفی کثیف را در فضا بر جای باقی می‌گذارند که تشکیل دنباله را می‌دهند. این مواد بر‌جای‌مانده که به‌شکل گرد و غبار و تکه‌سنگ‌های بزرگ و کوچک هستند می‌توانند با عنوان شهواب‌وارها گاهی در مسیر حرکت زمین قرار گرفته، وارد جو شوند و به‌دلیل اصطکاک بالا با مولکول‌های داخل جو بسوزند و ردّی درخشان از خود به‌نمایش بگذارند. همان شهاب‌های جذاب آسمان!

با این توضیحات، اجرام و ساختارهای نجومی می‌توانند اشکال مختلفی داشته باشند، اما چرا این اشکال را دارند؟ چرا تمام ستاره‌ها و سیارات به‌شکل کروی هستند؟ چرا منظومه‌شمسی و هم‌چنین بیشتر کهکشان‌ها ساختاری دیسکی دارند؟ و چرا دنباله‌دارها و اجرام سرگردان در منظومه‌شمسی شکل‌های نامنظم دارند؟

در ویدیوی زیر که قسمت اول از سری لایوهای اینستاگرامی «علامت‌ سؤال» بوده درمورد پاسخ این سؤالات توضیح داده‌ام. 

«علامت سؤال» عنوان سری لایوهای اینستاگرامی‌ای است که در هر قسمت از آن به‌ یک سؤال نجومی پاسخ داده می‌شود. این سؤال می‌تواند ساده اما حاوی نکته‌ای مهم باشد! در علامت سؤال اول درمورد شکل‌ اجرام سماوی و دلیل آن توضیح داده شده است.

ویدیو در اینستاگرام

کتاب‌هایی برای مردم درباره پیچیدگی

پتّر دانشمند خوش فکر و خوش ذوقیه که به تازگی پیش ما اومده. خیلی خوشحالم از این بابت. ویژگی مهم پتر اینه که علاوه بر این‌که از لحاظ فنی در علم پیچیدگی فرد سرشناسیه، بسیار هم وبلاگ‌نویس خوبیه و ید طولایی در تولید محتوای با کیفیت از لحاظ نمایشی داره. بسیار می‌دونه و بسیار خوب بیان می‌کنه. توی این پست، پتر فهرستی از کتاب‌های اثرگذار در زمینه پیچیدگی رو فهرست کرده و لینک دسترسی بهشون رو هم گذاشته. این کتاب‌ها عموما برای مردم عادی نوشته شدند و تغییر قابل توجهی در نگاه مردم به انگاره پیچیدگی ایجاد کردند.

The golden age of complexity science books

– Petter Holme

عامه‌پسند خوب است ولی با احتیاط حمل شود!

فراموش نکنیم که همیشه کتاب‌های عامه‌پسند یک جایی کمیتشون لنگ می‌زنه و فقط متخصص‌های امر می‌تونن در دام کج‌فهمی‌هاش نیفتن. مهم هم نیست که چه کسی اون کتاب رو نوشته، هاوکینگ یا روولی. برای همین همیشه موقع مطالعه آثار عامه‌پسند باید گوشه چشمی به این نکته هم داشته باشیم. مثلا هرکسی می‌تونه کتاب «تاریخچه مختصر زمان» هاوکینگ یا «ترتیب زمان» روولی رو بخونه، لذت ببره و بعدش هم به ماهیت زمان، سیاه‌چاله‌ها و مِه‌بانگ فکر کنه. اما باید به خاطر بسپاره که برای نتیجه‌هایی که می‌گیره یا افکاری که برای خودش بسط می‌ده حتما باید با یک متخصص مشورت کنه. اگر هم واقعا به این موضوعات علاقه‌مند شد که خب شروع به تحصیل در این چیزها کنه!

پیدا شدن کج‌تابی‌ در عامه‌پسندها فقط به این برنمی‌گرده که در ساده کردن مفاهیم ممکنه بخش مهمی از اطلاعات از بین بره. یا اینکه راوی توانایی لازم در بیان مسئله به زبان مردم را نداشته باشه یا غرض‌ورزانه به یک موضوع بپردازه. بلکه به این خاطر که وقتی محتوایی به جای مطرح شدن در یک گروه محدود به متخصص‌ها، به سپهر عمومی میاد دو اتفاق مهم می‌افته:

اول این که هر شخص مستقل از دانش قبلی و توانایی تجزیه و تحلیل یک مطلب جدید با یک سری مفاهیم یا پرسش‌های جدید روبه‌رو میشه. به همین خاطر، افراد مختلف درک‌های مختلف یا کج‌فهمی‌های مخلتف می‌تونن پیدا کنن. شما به کسی که کوررنگی داره چه‌طور می‌تونید حالی کنید که فلان‌جا سبزه و کنارش قرمز؟! مضاف‌بر این‌که وقتی موضوعی در سپهر عمومی مثل تالارهای گفت‌وگو یا کلاب‌هاوس مطرح می‌شه به دنبالش بحث و حرف و حدیث هم پیدا میشه. اون موقع آدم‌های مختلف با درک‌های متفاوت و همراه با سوگیری‌های خاص خودشون بر سر موضوعاتی بحث می‌کنند که ممکنه اصلا ربطی به هم نداشته باشند.

در میانه این جور گفت‌وگوها اگر متخصص باشید باید خر بیارید و باقالی بار کنید و اگر عامی باشید باید دربه‌در به دنبال پرتقال فروش بگردید!

دوم این‌که اگر یک قدم برگردیم به عقب، قبل از رویارویی با یک اثر عامه پسند، باید به خاطر بسپاریم چیزی که امروز به عنوان یک یافته علمی در دسترس ما قرار گرفته وحی منزل نیست و می‌تونه نادرست یا ناکامل باشه یا فقط در شرایط خاصی درست باشه. به قول فاینمن، گزاره‌های علمی از این جنس نیستند که چه چیزی درست یا نادرسته، بلکه اونا گزاره‌هایی هستند با درجه‌های مختلفی از عدم قطعیت در مورد چیزهایی که می‌دونیم. به همین خاطر حتی متخصص‌ها که مسائل رو با جزئیات فنی بیشتری می‌دونند و درک عمیق‌تری از مسائل دارن هم همیشه با نگاه تردید به یافته‌ها نگاه می‌کنند. در عامه‌پسندنویسی ممکنه بسته به پیچیدگی‌های فنی، عامه‌پسند‌نویس از بیان یا شرح بعضی از جزئیات خودداری کنه. حالا شما حساب کنید موقع خوندن عامه‌پسندها که خیلی از جزئیات محو شده چه میزان باید به درکمون از طبیعت شک کنیم. شک البته لزوما چیز بدی نیست؛ علم فرهنگ شک و تردیده. ما با تشکیک، در علم بالغ میشم!

به همین خاطر علم، یک مسیر شناختی پویا است. یعنی با وجود عدم قطعیت‌های همیشگی‌‌، به مرور زمان، به واسطه یافته‌ها و نظریه‌های جدید درک ما از اتفاقات دچار تغییر و تحول میشه. بعضی از اوقات کتاب‌‌های عامه‌پسند قدیمی تا سال‌ها مثل تکه‌ای جواهر می‌درخشن چون خالق اثر درک عمیقی از موضوع و زبردستی خاصی در بیانش داشته و از همه مهم‌تر در انتخاب موضوع به قدری خوش‌شانس یا شاید آگاه بوده که در چشم‌انداز پیش رو درک ما از اون موضوع دچار تغییر اساسی نشده. به عنوان مثال، همون‌طور که پتر در نوشته‌ش توضیح داده ایده اساسی کتاب درخشان «طبیعت چگونه کار می‌کند؟» پیرامون بحرانیت خودسامان‌ده است. در حالی که امروز که حدود ۲۰ سال از نگارش اون کتاب می‌گذره می‌دونیم که بحرانیت خودسامان‌ده روشی نیست که طبیعت برای کار کردن انتخاب کرده باشد مگر در موارد بسیار نادری!

برای مطالعه بیشتر

شرح پیچیدگی
دفترچه‌ای برای توضیح مفهوم پیچیدگی بر اساس آرا صاحب‌نظران این حوزه

مروری بر سامانه‌های پیچیده
از مجموعه پیچیدگی برای همه

انتخاب رشته، بازار و محیط کار حرفه‌ای در فیزیک

در نوشته‌های قبلی در مورد تجربه فیزیک خوندن توی دانشگاه نوشتیم. مثلا نگاه کنید به نوشته «چهارسال فیزیک!». همین‌طور یک مرتبه صحبت کردیم که «چه‌ طور میشه فهمید فیزیک رشته مناسبی برامون هست یا نه؟!».

🎞 ویدیو در اینستاگرام
🎞 ویدیو در تلگرام

چه طور باید انتخاب رشته کنم؟
لیسانس فیزیک چه‌طوریه؟
فیزیک برای من رشته سختیه؟!
بین فیزیک و مهندسی کدوم رو انتخاب کنم؟
چه طور میشه فهمید چقدر علاقه ما به فیزیک واقعیه؟
بازار کار فیزیک خوبه؟
آینده فیزیک خوندن تو ایران یا خارج چیه؟
من عاشق نجومم، آیا باید فیزیک بخونم تو دانشگاه؟
من دوست دارم برم ناسا یا سرن، باید لیسانس فیزیک بگیریم؟
من عاشق فیزیک هسته‌ای هستم. کدوم دانشگاه برای من خوبه؟

به‌طور مفصل هم در ویدیوهای مختلف در مورد گرایش‌های مختلف فیزیک حرف زدیم و سعی کردیم یک تصویر جامع از رشته فیزیک و شغل فیزیکدانی ترسیم کنیم. در واقع ما در ۸ گفت‌وگوی زنده اینترنتی با متخصص‌های مختلف گرایش‌های فیزیک رو معرفی کردیم. ویدیو این برنامه‌ها رو در کانال یوتیوب، کانال تلگرام و صفحه اینستاگرام ما می‌تونید ببینید.

به کسانی که کنکور لیسانس دادند و قصد ادامه مسیر به سمت فیزیک رو دارن خوندن نوشته و دیدن ویدیو زیر رو پیشنهاد می‌کنم:

درباره نتایج کنکور سراسری و انتخاب رشته (فیزیک)
🎞 ویدیو در اینستاگرام
🎞 ویدیو در تلگرام

در باب بازار/محیط کار و معاش در فیزیک

در باب بازار/محیط کار و معاش در فیزیک
🎞 ویدیو در اینستاگرام
🎞 ویدیو در تلگرام

چه شغل‌هایی با فیزیک خوندن میشه داشت؟!

🎞 ویدیو در اینستاگرام
🎞 ویدیو در تلگرام

در آخر فراموش نکنید که:

مثل هر چیز دیگه، تا زمانی که به معنی واقعی با علم دست‌ورزی نکنید نمی‌فهمید که دقیقا چیه. برای همین بدون تجربه زیسته درک درستی از مسیر علمی آدم پیدا نمی‌کنه. برای همینه که دست کم آدم باید ۷-۸ سال وقت بذاره. از طرف دیگه مسیرهای پژوهشی می‌تونن خیلی متفاوت از مسیرهای آموزشی باشن. اصلا اگه این طوری نباشه اون موقع دیگه چندان معنی هم نداره پژوهش! نه؟! پژوهش باید درباره چیزهای جدید باشه!

🎞 ویدیو در اینستاگرام
🎞 ویدیو درتلگرام
  • یادگرفتن فیزیک به همراه ریاضی (محاسبات قلم و کاغذی و کامپیوتری) ممکنه. مثلا این نوشته رو بخونید.
  • فیزیک بدون ریاضی لال است و گنگ.
  • داستان‌های عامه‌پسند از علم، علم نیستند!
  • این چهار درس طلایی از واینبرگ رو هم فراموش نکنید! استیون واینبرگ از بزرگترین فیزیکدانان نظری زمان ما بود.
فیزیک خطاب به کسایی که میگن ما مفاهیمو دوست داریم ولی محاسبه رو نه!

دانشگاه خوب چه جور جاییه؟!

ملاک برتری یک محیط علمی به جای دیگه واقعا چیه؟!

🎞 ویدیو در اینستاگرام
🎞 ویدیو درتلگرام

مطالب مرتبط: