رفتن به نوشته‌ها

سیتپـــــور مطالب

علم و ترویج آن

در قسمت دوم از سری لایوهای اینستاگرامی «پشت‌پرده نجوم» با سالار نیک‌اندیش، دانشجوی دکتری کیهان‌شناسی در دانشگاه شهید بهشتی، گفت‌و‌گو کردیم. در این گپ‌و‌گفت، تصویر واقع‌بینانه‌تری از علم رو نشون میدیم و نگاهی هم به مسأله ترویج علم و چالش‌های اون داریم.

«پشت‌پرده نجوم» با سالار نیک‌اندیش
  • از زمانی که غول‌های فیزیک کلاسیک، گالیله، کپلر و کوپرنیک، نیوتون و بالاخره ماکسول، از ریاضیات به‌طور سیستماتیک برای توصیف طبیعت استفاده کردند، تا زمان زاده‌شدن مکانیک کوانتوم و نسبیت در قرن بیستم، و تا رسیدن به بنیادی‌ترین سؤال‌ها پیرامون ابتدا و تاریخ کیهان در فیزیک امروز، علم، به مفهوم کامل‌اش، در تک‌تک لحظه‌های زندگی انسان مدرن جاری بوده‌است.
  • از زمانی که شیمی‌دان‌های بزرگ با دستاوردهای عظیم و ماندگارشان، زندگی را برای ما آسان‌تر کردند، علم، به خانه و زندگی ما ورودی ابدی کرده و برای همشه سبک زندگی ما را متحول ساخته‌است.
  • از زمانی که زیست‌شناسان، پزشکان و داروسازان، جان انسان‌ها را با فرمول‌های زیبایشان حفظ کردند و امید به زندگی را افزایش دادند، تا به امروز، که در همان زمانی که من و محمد موسوی در حال گفت‌وگو بودیم، آن‌ها در خط مقدم، بیرون از قرنطینه با کووید-۱۹ مبارزه می‌کنند، علم، راه امنیت را به ما نشان داده‌است.

در طول این حداقل پنج قرن اخیر، علوم پایه، یعنی فیزیک، ریاضیات، شیمی و زیست‌شناسی، دوشادوش علوم مهندسی و پزشکی، جهان را به مکانی کاملاً متفاوت تبدیل کردند، بسیاری از چالش‌های پیش روی انسان را برداشتند، اما چالش‌های بزرگتری هم مقابل این گونهٔ سخنگوی متفکر قرار دادند.

علم و نقش عظیم آن در ساختن دنیای مدرن بر کسی پوشیده نیست، همچنین، یکه‌تازی‌اش در حل سیستماتیک مشکلات ما. اما پیشرفت‌های علمی، همیشه با چالش‌های بزرگ همراه بوده‌است. چالش‌های فکری و سختی‌های کار علمی که به جای خود، تأمین هزینهٔ کارهای علمی، همیشه مسئله و دغدغهٔ دانشمندان، دانشگاه‌ها و نهادهای علمی و آکادمیک بوده، هست و خواهد بود. همچنین در مواجهه با علم، می‌بایست مسائل کوچک و بزرگ زیادی را مد نظر داشت، تا علم بتواند در پناه نگاه علمی، مسیر با اصالت خود را، بدون آلوده شدن به آمال سیاسی و اقتصادی کوچک و بزرگ طی کند، تا دیگر شاهد آنچه در هیروشیما و چرنوبیل اتفاق افتاد نباشیم، تا سلاح میکروبی ساخته نشود و همان‌طور که ذات علم همکاری است، راهی باشد برای گفتمان نسل‌ها، کشورها و تمدن‌ها.

ما هر روز از شنیدن خبرهای پیشرفت دانشمندان هیجان‌زده می‌شویم، اما آیا واقعاً می‌دانیم پشت درهای دانشگاه‌ها، در دفاتر تحقیق دانشمندان و آزمایشگاه‌ها چه می‌گذرد؟ می‌دانیم پیشرفت‌های زندگی بشر، در همهٔ ابعاد، حاصل چه سختی‌هایی است؟ آیا همگی اهمیت سرمایه‌گذاری در علم را احساس می‌کنیم؟ آیا کودکان ما که در مسیر زندگی‌خود، جذب شاخه‌ای از علم می‌شوند، متناسب با سن‌شان، آگاهی لازم را برای انتخاب مسیر مطالعه‌شان دارند؟

از طرفی چگونه می‌توان فاصله و گپ میان دانشمندان در خط مقدم اکتشاف، و جامعه را، به عنوان مصرف‌کنندهٔ این دانش از میان برداشت؟

مردم مشتاق شنیدن پیشرفت‌های علمی هستند. نباید فراموش کرد که نگاه علمی، گفتگوهای اخلاقی با خود به میان می‌آورد. به عنوان مثال، درست است که عموم مردم از جزییات واکنش‌های شیمیایی بی‌اطلاع‌اند، اما باید به زبان ساده بتوانند استدلال کنند که چرا «استفاده از وسایل نقلیهٔ عمومی وظیفه‌ای اجتماعی است تا سلامت خود و دیگر اعضای جامعه را حفظ کنیم». به عنوان مثالی دیگر، می‌توان به نقش پزشکان در این روزها اشاره کرد. مردم باید با زبان ساده، نسبت به وظایف خود در قبال هم در این روزهای شروع کرونا آگاه شوند. این ناآگاهی، قطعاً می‌تواند خرابی‌های جبران‌ناپذیر در ابعاد فردی و اجتماعی به بار آورد و منحر به مرگ و میر هم‌نوعانمان شود.

اگر چه این‌ها مثال‌های روشن و آشکاری‌اند، اما یادمان باشد اگر جامعه از اقتصاد، تاریخ، جامعه‌شناسی و سایر علوم مربوطه بیشتر بداند، راحت‌تر و با نگاهی دقیق‌تر، سیاستمدارانی را برای ادارهٔ جامعه انتخاب می‌کند. هرچه از پزشکی و روان‌شناسی، بیشتر بداند، فرزندان سالم‌تری تربیت خواهد کرد. مثال‌هایی از این دست بسیارند.

با توجه به مجموعهٔ بحث‌های فوق، در جوامع غربی، مبحث ترویج علم از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. از سال‌ها پیش، ساخت مستندهای علمی و چاپ مجلات و کتاب‌های علمی، به زبانی ساده و قابل فهم‌برای همه در دستور کار این کشورها قرار گرفته‌است. اما این تلاش برای ترویج علم به همین‌جا منتهی نشده‌است و با اختصاص بخش مهمی از اخبار روزانه به اخبار علمی، نوشتن رمان‌های علمی و حتی دست مایه قراردادن موضوعات روز برای ساختن فیلم‌های سینمایی بی‌نظیر، گام‌های مهمی در این راستا برداشته شده‌است.

در کشور ما نیز، در این زمینه تلاش‌های قابل تقدیر و شایان‌ذکری صورت گرفته‌است. اما سؤال این است که آیا می‌توان با نسخه‌ای واحد، وظیفهٔ بسیار حساس ترویج علم را، در تمام کشورها انجام داد، یا آنکه متناسب با نیازها، چالش‌ها و کمبودهای هر جامعه، ترویج علم باید بومی شود؟

در این گفتگو با دوست نازنینم محمد مهدی موسوی، به چالش‌های ترویج علم در ایران پرداخته‌ایم. اینکه ما باید از کجا شروع کنیم، و مروج علم در ایران، باید به چه مسائلی بپردازد؟ چقدر این مسئله برای دانش‌آموزان و دانشجویانی که می‌خواهند پا در مسیر علم بگذارند حیاتی‌ست و استفاده و کپی‌برداری صرف از نسخه‌های خارجی ترویج علم، چه مشکلاتی را برای این قشر به خصوص به وجود می‌آورد؟ از طرفی با توجه به هزینهٔ بالای تولید محصولات ترویجی، چه نقشی به دوش تک‌تک اعضای جامعه، به ویژه متخصصان و دانش‌جویان است؟

این‌ها هدف و محور گفتگوی من و صفحهٔ وگا آسترونومی بود که به همت محمدمهدی موسوی در قالب گفتگویی تقدیم شما شد که امیدوارم بتواند مفید باشد. قطعاً اگر نواقصی هست، از جانب من و دانش اندک من است. پس بسیار سپاس‌گزار خواهم بود اگر با ارائهٔ نظراتتان، این شانس و فرصت را به من بدهید که از شما یاد بگیرم.

در پایان وظیفهٔ اخلاقی و حرفه‌ای خودم می‌دانم از دوست عزیزم محمد مهدی موسوی، جهت دعوتش برای گفتگو، و تمام زحماتش تشکر کنم. امیدوارم مسیر زیبایی که در پیش گرفته را هر روز درخشان و درخشان‌تر ادامه دهد.از دوست عزیزم، عباس کریمی، مدیر مسئول وبسایت سیتپور، به دلیل تمام همت و پشتکارش، و حمایت‌هایش از این برنامه و هدف والایش در ترویج علم، کمال تشکر را دارم. سیتپور مجموعهٔ مستقلی است با نگاهی صرفاً علمی و هدفی زیبا، و امیدوارم بر همین خط، استوار به مسیرش ادامه دهد.

علم و شبه‌علم

این نوشته اولین از مجموعه نوشته‌هاییست که در آن‌ها به بررسی وضعیت و جایگاه شبه‌علم در جامعه‌ی ایران خواهیم پرداخت و سعی خواهیم کرد که با دستاویز قرار دادن چند تصور شبه‌علمی مرسوم از علم بگوییم. در این نوشته‌ی اول تنها به ارائه‌ی تعاریف و تصویر کلی بسنده خواهیم کرد.

محتوای این نوشته با آنچه که در گفتگوی «پشت پرده نجوم» با محمدمهدی موسوی (قسمت ۴ و ۵) به آن پرداخته بودیم مطابقت دارد. «پشت‌پرده نجوم» عنوان یک سری از لایوهای اینستاگرامی هست که در آن با چند نفر از دانشجویان و اساتید دانشگاهی، درمورد تصویر درست علم نجوم و فرآیندها و اتفاقاتی که در عمل، در جامعه علمی در جریان است، گفت‌و‌گو شده و هم‌چنین کندوکاوی درمورد مسائل مهمی از قبیل روایتگری در علم و شبه‌علم داشته است.

این گفتگوها را از اینجا می‌توانید بشنوید:

علم چیست؟

ما در گفتگوهای روزمره معمولا واژه‌ی علم را در دو معنا استفاده می‌کنیم:

۱) دانش، به معنای عام دانستن، حال هر گونه که کسب شده باشد.

۲) نوع خاصی از دانش که دانشمندان و پژوهشگران با روش‌های خاص خودشان کسبش کرده‌اند.

اینجا اما می‌خواهیم از علم به عنوان فرآیندی که می‌تواند منجر به این نوع دوم دانش شود صحبت کنیم.

این سوال مهم که دانسته‌های ما از چیزها چگونه به‌دست می‌آیند همواره از مهمترین سوال‌های انسان اندیشه‌ورز بوده و در طی تاریخ به شکل‌های گوناگون، مردم در صدد پاسخگویی به آن برآمده‌اند. گروهی این دانسته‌ها را همیشه حاضر در ذهن آدمی تصور کرده‌اند و از فرآیندهای یادآوری این دانسته‌ها گفته‌اند، گروهی معارف بشری را تصاویری کژ و واپیچیده از از دانش‌هایی دست‌نایافتنی و برین پنداشته‌اند، گروهی دانش را در اساطیر باستان و قصه‌های پریان جسته‌اند، کسانی هم دست به دامان طبیعت و تجربه‌ی بشر از جهان مشاهده‌پذیر شده‌اند. مقصود ما از علم (Science) ریشه در همین نگاه آخر دارد و این‌گونه می‌توان صورت‌بندی‌اش کرد:

علم فرآیندی است مبتنی بر مشاهدات دقیق و آزمایش‌های تجربی برای فهم و توضیح و پیش‌بینی رویدادهای طبیعی که به روش خاصی ورزیده می‌شود و در همه حال نگاهی انتقادی به خود و مسائل دارد.

پیش از توضیح بیشتر چیزهای گفته‌شده بگذارید توقفی کرده و چیزی دیگر را تعریف کنیم: استدلال. استدلال، از ترکیب چند قضیه‌ (فرض) به یک قضیه‌ی جدید رسیدن است. از انواع استدلال‌ها ما با دو گونه‌اش اینجا کار داریم: استدلال استنتاجی و استدلال استقرایی.

استدلال استنتاجی سوار بر ارتباط منطقی بین گزاره‌ها و از کل به جزء است. مثلا می‌گوییم که همه‌ی پستانداران غده‌ای برای شیر دادن دارند و گوزن یک پستاندار است پس گوزن غده‌ای برای برای شیر دادن به نوزاد خود دارد. بیشتر استدلال‌هایی که در درس هندسه با آن‌ها سروکار داشته‌ایم و با آن‌‌ها قضایا را ثابت می‌کرده‌ایم از همین نوعند.

استدلال استقرایی بر تعدد دفعات تکرار یک پدیده و تعمیم آن مشاهده‌ی ناقص به یک گزاره‌ی کلی استوار است. مثلا ما تابه‌حال در هزاران مورد دیده‌ایم که اگر چیزی از دستمان رها شود در حالی که به چیز دیگری تکیه ندارد سقوط خواهد کرد. از این تعداد زیاد مشاهدات این نتیجه را می‌توانیم بگیریم که این یک حکم کلی و صادق است که هرگاه انسان چیزی را که به چیز دیگری تکیه ندارد رها کند حتما سقوط خواهد کرد. استدلالی که منجر به این نتیجه‌گیری شد را استدلال استقرایی می‌گوییم. در استدلال استقرایی هیچ‌گاه گزاره‌ها «اثبات» نمی‌شوند. بلکه فقط محتمل بودن آن گزاره‌ی مورد بحث را می‌توان نتیجه گرفت. این یعنی «ممکن» است که فردا رویدادی به وقوع بپیوندد که مطابق آن نتیجه‌ای نیست که از از استقرا به دست آورده‌اید. در همه‌ی روزهای عمرتان دیده‌اید که خورشید صبح‌ها طلوع می‌کند، «ممکن» است، گرچه «محتمل» نیست، که فردا این‌گونه نباشد. این که آیا این محتمل بودن و این نتیجه‌گیری می‌تواند منجر به «دانش» شود را مسئله‌ی استقرا می‌گویند.

گفتیم که فرآیند علم‌ورزی روش خاصی دارد که «روش علمی» می نامندش. اگر بخواهیم خیلی ساده‌انگارانه نگاه کنیم این روش بدین‌گونه است:

دانشمند فرضیان و حدس‌هایی را در نظر می‌گیرد. با استدلال استنتاجی از این فرضیات به حکم‌هایی می‌رسند و مدلی می‌سازد که می‌تواند راجع به مشاهدات حرف بزنند. پیش‌بینی‌ها و نتایج مدل را تحت آزمایش قرار می‌دهد و اگر نتایج مدل با مشاهدات تجربی سازگاری داشت اعلام می‌کند که این مدل از این آزمایش سربلند بیرون آمده است و می‌تواند مدل خوبی برای تبیین آن پدیده باشد. همه‌ی موارد قبل از جمله ساخت مدل و نحوه‌ی انجام آزمایش شرایط و ویژگی‌های خاصی دارند که بعدتر راجع به تعدادی از آن‌ها صحبت خواهیم کرد.

روش علمی، نگاره از ویکی‌پدیا

در دنیای واقعی اما هیچ دانشمندی چنین مسیر و چهارچوبی را جلوی خود قرار نمی‌دهد تا بعد از فهمیدن اینکه الان کجای مسیر است قدم بعدی خود را مشخص کند. روش علمی واقعی ،اگر اصلا بتوان این نام را بر چیزی نهاد، حلقه‌ایست که اجزایش ارتباط پیچیده و چندگانه‌ای با یکدیگر دارند. فرضیات گاه از مشاهدات می‌آیند و گاه شهود دانشمند نسبت به پدیده، مدل‌ها و حدس‌های پیشین خود نشانه‌هایی به دانشمند می‌دهند که باید چه چیز را و چگونه مشاهده کند. در عمل دانشمند بین مراحل این روش دائماً در حال پس و پیش رفتن است.

برگردیم به مدل ساده‌ای که داشتیم؛ دانشمند مدل می‌سازد و مدل را آزمایش می‌کند. به این بپردازیم که این ویژگی‌های خاص که گفتیم مدل و آزمایش باید داشته باشند چه هستند.

آزمایش باید تکرارپذیر باشد و نتایج بازتولیدپذیر. همچنین مدل باید تا حدی جهانشمول باشد. اگر من می‌توانم آزمایشی را انجام دهم و نتایجی بگیرم شما هم باید بتوانید از همان آزمایش در شرایط یکسان نتایج یکسان بگیرید. مدلی که فقط برای من پیش‌بینی می‌کند یا آزمایشی که تکرارپذیر نیست نمی‌تواند علمی باشد. همچنان است مدلی که تنها راجع به خودکار در دست من حرف می‌زند و هیچ تعمیمی برای هر خودکاری در شرایط مشابه ندارد. همچنین مدل علمی حد مشخص دارد. یعنی مشخص می‌کند که راجع به چه و تا کجا می‌تواند حرف بزند و کجا خارج از حد تبیینش است.

آزمایش علمی کنترل شده است. درک ما از وقایع و چیزها پر است از انواع خطاها و سوگیری‌ها. آزمایش علمی باید به‌گونه‌ای باشد که جلوی دخالت این سوگیری‌ها در نتیجه را بگیرد. برای مثال می‌توان به اثر دارونما اشاره کرد. آدم‌ها می توانند اثر مثبت یک دارو را روی خود ببینند بدون اینکه در واقع آن دارو کاری کرده باشد. صرف تلقین اینکه دارویی مصرف شده در بیمار حس بهتر شدن بوجود می‌آورد. برای جلوگیری از چنین خطاهایی گروه‌های کنترلی که گمان می‌کنند دارو را مصرف کرده‌اند را در آزمایش‌ها در نظر می‌گیرند که در حقیقت دارویی بی‌اثر (دارونما) به آن‌ها داده شده است.

همچنین در آزمایش‌های به کور بودن آزمایش دقت می‌شود. به عنوان یک مثال تاریخی خوب از اینکه چطور توجه نکردن به این مورد می‌تواند حتی دانشمندان را فریب دهد مثال زیر را ببینید.

اعضای جامعه‌ی علمی (Scientific Community) وظیفه‌ی نقد و بررسی و داوری کارهای همکارانشان را دارند و به پشتوانه‌ی این نقد و داوری همیشگی در جامعه است که گفتمان علمی همواره می‌تواند پویایی و امکان اصلاح خویش را حفظ کند.

در آخر برگردیم به مسئله‌ای که همان ابتدا مطرح کرده بودیم. گفتیم که «مسئله‌ی استقراء» سدی است که راه «اثبات» به معنای دقیق کلمه در علم تجربی را بسته است. مدل‌های علمی را نمی‌توانیم چنان اثبات کنیم که یک قضیه‌ی هندسی را می‌کنیم. فیلسوفان علم بسیار در این مورد اندیشیده‌اند که چگونه می‌توان بر این مسئله فائق آمد. یعنی چگونه می‌توان از بین چندین مدل که به تبیین طبیعت می‌پردازند یکی را برگزید. از جمله پیشنهادهایی که این افراد داده‌اند موضوع «ابطال‌پذیری» یک مدل علمی است. مدلی ابطال‌پذیر است که بتوان مشاهده‌ی نتایج ابطال‌کننده‌اش را هم متصور شد. بنابراین اگر مدلی داشته باشیم که هر نوع پیشامد ممکن را بتواند توجیه کند و نتوان مشاهده‌ای را متصور شد که این مدل از پس تبیینش برنیاید، آن مدل نمی‌تواند مدل علمی خوبی باشد.

تا اینجا کمی با این آشنا شدیم که علم چیست و چه چیزهایی را علمی می‌گوییم. هرآنچه که با معیارها و ویژگی‌هایی که در بالا گفتیم سازگاری نداشته باشد را در حیطه‌ی علم به شمار نمی‌آوریم. نباید این گزاره به این تعبیر شود که هرآنچه با این ویژگی‌ها سازگار نباشد به ضرورت باطل یا بی‌مصرف یا مهمل است، بلکه فقط علم نیست. به عنوان مثال تاریخ، ادبیات، فلسفه، اخلاق، مذهب و هنر هیچ‌یک در ساختار گفته شده نمی‌گنجند، اما کسی به این دلیل منکر اهمیت آن‌ها نمی‌شود. همچنین نباید فراموش کرد که علم در مورد بخش خاصی از معرفت بشری نظر می‌دهد و به‌تنهایی هیچ حرفی در مورد سوالاتی مثل معنای زندگی، ارزش‌های زندگی یا زیبایی یک اثر هنری نمی‌زند.

برای خلاصه کردن آنچه تا اینجا گفته‌ایم:

علم فرآیندی است خودانتقادی، مبتنی بر تجربه و استدلال‌های معتبر منطقی در جهت شناخت و تبیین جهان قابل مشاهده. کار علمی ویژگی‌ها و معیارهای خاصی دارد که از آن‌ها سخن رفت.

شبه‌علم چیست؟

گفتیم که علم چیست و غیرعلم چه. حال اگر چیزی وجود داشته باشد که در حدود و ویژگی‌های گفته شده برای علم نگنجد اما ادعا و اصرار داشته باشد که علمی است و در تلاش باشد که خود را به ظاهر امور علمی درآورد می‌گوییم که با شبه‌علم روبرو هستیم. این ادعاها گاه از سر ندانستن‌اند و گاه برای شیادی. در ادامه چند ویژگی مشترک که معمولا در ادعاهای شبه‌علمی می‌بینیم را مرور خواهیم کرد.

ادعاهای شبه‌علمی معمولاً گزاف و درشتند. از ادعای درمان همه‌ی بیماری‌ها تا ادعای کشفی که جهان و زندگی مردمان را در کوتاه‌مدت زیر و زبر خواهد کرد و ادعاهای همه‌توانی و همه‌فن‌حریف بودن. این ادعاهای گزاف هم معمولا آمیخته به زبان گنگ و مغلق و پر از اصطلاحات فنی‌اند. شبه‌علم می‌خواهد در نظر مردم خود را علم بنمایاند پس لباس علم می‌پوشد و از اصطلاحات و استدلال‌هایی شبیه به آن‌چه که دانشمندان به کار می‌برند استفاده می‌کند.

ادعاهای شبه‌علمی یا چنان گنگ و کلی‌اند که نمی توان آن‌ها را با تجربه و اندازه‌گیری آزمود یا اگر هم بتوان به هزار حیله از آن می‌گریزند. اگر هم مشاهده و آزمونی را پیشنهاد دهند معمولا آزمون‌هایی بدون کنترل مناسب و بی‌توجه به سوگیری‌های دخیل در موضوعند. مجموعه‌ای کامل از انواع مغالطه‌ها را نیز می توان در سخن‌هایشان پیدا کرد. از این جمله می‌توان مغالطه‌های توسل به نادانی، ذوالحدین جعلی و توسل به اکثریت را به عنوان پربسامدترین‌ها نام برد.

از دیگر نشانه‌هایی که به کرات در میان مدعیان شبه‌علم دیده می‌شود نوعی مالیخولیای توطئه‌ای پنهان است. آنان بر این گماند که از طرف جامعه‌ی دانشگاهی یا دولت‌ها یا شرکت‌های بزرگ نادیده گرفته شده‌اند یا حتی علیه‌شان اقداماتی صورت گرفته است. نوعی استدلال مشترک هم که در میانشان می‌توان دید ارجاع ناموجه و وارونه به تاریخ علم است. بسیارند کسانی که در جواب متهم به غیرعلمی بودن می‌خواهند داستان گالیله را به فرد منتقد گوشزد کنند.

مشکل کجاست؟

گفتیم که شبه‌علم چیست و چه نشانه‌های معمولی دارد.اکنون این را می‌پرسیم که چرا و چگونه شبه‌علم بوجود می‌آید. چرا کسانی چنین چیزهایی را می‌پرورانند و چرا کسانی هستند که چنین چیزهایی را بپذیرند.

نقل قول منسوب به اینشتین

به نظر مشکل اصلی فهم مخدوش از فرآیند علم‌ورزی و دانش ناکافی از مفاهیم اولیه‌ی علوم پایه باشد. وقتی کسی در یک موضوع علمی چیزهایی پراکنده شنیده باشد بی‌آنکه بداند این دانش چگونه کسب شده است و چه فرآیندی نیاز است که بتوان چنین چیزی را بوجود آورد این امکان هست که بر این گمان ناصواب افتد که او هم می تواند به سادگی از خیالات و تصورات خود یک نظریه‌ی علمی بدیع پدید آورد. توهم دانستن به علاوه‌ی برداشتی سطحی از نقل قولی از اینشتین در اهمیت تخیل و رجحانش بر دانش می‌تواند ترکیبی سخت گمراه‌ کننده بسازد. البته همه‌ی این حرف ها با این فرض است که با یک کژفهمی روبروییم و نه یک شیادی.

مردم هم احتمالاً به شبه‌علم تمایل دارند چون به راحتی نتایجی را در اختیارشان می‌گذارد که خواهان آنند. شبه‌علم ادعایی گزاف می‌کند بی‌آنکه چیز زیادی بخواهد ،نه چنان دانش پیشینی می‌طلبد و نه مرارت‌های علم‌ورزی دقیق را، چرا مردم از آن استقبال نکنند؟ ادعای درمان سخت‌ترین بیماری‌ها با نوشیدن جوشانده‌ی یک گیاه و ادعای توضیح چگونگی آغاز کیهان با همان تفسیر سیاسی که شما می‌پسندید. وقتی مردم ندانند که چه علم است و چه علم نیست از بین گزینه های موجود آن را برمی‌گزینند که ساده‌تر، در دسترس‌تر و خوشایندتراست. اما چرا مردم نمی‌دانند که علم چیست و مصداق‌هایش چه هستند؟ چون هیچ‌گاه چنین چیزی چنان که باید آموزش داده نشده است. سواد علمی موضوعی مهجور مانده است. در جامعه‌ای که دغدغه‌های متولیان آموزش نه توانایی افراد جامعه در مشارکت فعال در بحث‌های موجود به عنوان یک شهروند که کسب توانایی پاسخگویی ماشین‌وار به انواع خاصی از سوال‌ها باشد و دانش‌آموزان در یک مسابقه‌ی بزرگ اسب‌دوانی که تنها عده‌ی اندکی «پیروز» میدان فرض می‌شوند چگونه می‌توان چیزی جز این را انتظار داشت؟

در نوشته‌های بعد بیشتر در مورد شرایط موجود، عوامل دخیل در آن و چاره‌گری‌هایی ممکن صحبت خواهیم کرد.


ویدیوهای «علم، غیرعلم و شبه‌علم» و «ما و شبه علم» را می‌توانید در اینجا ببینید:

پشت پرده نجوم ـ قسمت چهارم (علم، غیرعلم و شبه‌علم)
پشت پرده نجوم – قسمت پنجم (ما و شبه علم)

جایگاه علم داده در نجوم امروزی

بخش ششم از سری گفت‌وگوهای «پشت‌پرده نجوم»

«پشت‌پرده نجوم» عنوان یک سری از لایوهای اینستاگرامی هست که در آن با چند نفر از دانشجویان و اساتید دانشگاهی، درمورد تصویر درست علم نجوم و فرآیندها و اتفاقاتی که در عمل، در جامعه علمی در جریان است، گفت‌و‌گو شده و هم‌چنین کندوکاوی درمورد مسائل مهمی از قبیل روایتگری در علم و شبه‌علم داشته است.

امروزه با پیشرفت تکنولوژی، نقش داده‌ها در حوزه‌های مختلف علم، از‌جمله علم نجوم، بیش‌از‌پیش نمایان شده است. به‌نظر می‌رسد ابزار برنامه‌نویسی و شبیه‌سازی در آینده‌ای نزدیک، به یکی از مهارت‌های مهم و ضروری برای پژوهش در علم (نجوم) تبدیل شود؛ کما اینکه هم‌اکنون نیز تا حدی همین‌گونه است. در ششمین بخش از «پشت پرده علم» با علیرضا وفایی صدر، پژوهشگر فیزیک در مقطع پسا‌دکتری در IPM، در‌مورد جایگاه علم داده در نجوم امروزی گفت‌و‌گو کرده‌ایم. ویدیو و صوت این گفت‌وگو ضبط شده و در ادامه این متن می‌توانید آن را ببینید و بشنوید.

در علم نجوم امروزی، به‌دلیل ساخت تلسکوپ‌ها و آشکارساز‌های بزرگ متعدد ـ و ترکیب تلسکوپ‌های بزرگ با یکدیگر با استفاده از روش تداخل‌سنجی، برای ساخت تلسکوپ‌های مجازیِ حتی بزرگ‌تر ـ و هم‌چنین افزایش کیفیت و رزولوشن تصاویر دریافتی از آسمان، حجم داده‌ها بسیار افزایش پیدا کرده و کار با داده‌های کلان، به مسئله‌ای مهم تبدیل شده است. به‌عنوان مثال، برای ثبت اولین تصویر از یک سیاه‌چاله که سال پیش توسط تیم تلسکوپ افق رویداد منتشر شد، هشت آرایه‌ از تلسکوپ‌های رادیویی، حدود یک هفته رصد انجام دادند که منجر به دریافت داده‌ای با حجم حدود ۲۷ پتا‌بایت شد و کار انتقال، پاکسازی و تحلیل آن حدود ۲ سال طول کشید (برای اطلاعات بیشتر درمورد جزئیات ثبت این تصویر، این نوشته را بخوانید)! 

در گفت‌وگویمان با علیرضا وفایی‌صدر، به مسائل مختلفی در ‌زمینه نقش داده در نجوم پرداخته‌ایم؛ از جمله اینکه: چطور می‌توان داده‌های کلان را سرو‌سامان داد؟ ماشین‌‌ها (کامپیوترها) چه جنس کارهایی را در زمینه نجوم می‌توانند برای ما انجام دهند؟ همکاری‌های بین‌المللی چه نقشی در این زمینه دارند؟

بخش ششم «پشت‌ پرده نجوم»
ویدیوی گفت‌و‌گوی محمد‌مهدی موسوی (فیزیک‌پیشه) و علیرضا وفایی‌صدر (پژوهشگر فیزیک در مقطع پسادکتری در IPM) درمورد جایگاه علم داده در نجوم امروزی

به این گفت‌وگو گوش دهید:

فراز‌ و‌ فرودهای تاریخی علم نجوم

بخش اول از سری‌ گفت‌وگوهای «پشت‌پرده نجوم»

«پشت‌پرده نجوم» عنوان یک سری از لایوهای اینستاگرامی هست که در آن با چند نفر از دانشجویان و اساتید دانشگاهی، درمورد تصویر درست علم نجوم و فرآیندها و اتفاقاتی که در عمل، در جامعه علمی در جریان است، گفت‌و‌گو شده و هم‌چنین کندوکاوی درمورد مسائل مهمی از قبیل روایتگری در علم و شبه‌علم داشته است.

تاریخ همیشه عبرت‌آموز است! به‌ همین‌ خاطر، در اولین قسمت از برنامه‌ی «پشت‌پرده نجوم» با دکتر امیر‌محمد گمینی، عضو هیئت علمی پژوهشکده تاریخ علم دانشگاه تهران، در‌مورد علم نجوم در بستر تاریخ گفت‌وگو کردیم. ویدیوی این گفت‌و‌گو ضبط شده و در ادامه‌ این مطلب آمده است.

علم در طول تاریخ، فراز‌ و‌ فرود‌های زیادی داشته است. این تصور که بخواهیم تاریخ علم نجوم را تنها به نظرات انقلابی از قبیل: مدل زمین‌مرکزی بطلمیوسی و مدل خورشید‌مرکزی کپرنیکی، یا چند چهرهٔ سرشناس مانند گالیله و نیوتن تقلیل بدهیم، برداشت درستی نیست. 

در این گفت‌و‌گو به سؤالات زیادی در‌ رابطه با تصورات رایج در‌مورد تاریخ علم (به‌ویژه علم نجوم) پاسخ داده شده است؛ از جمله آن‌که: آیا در تمدن اسلامی، انقلاب علمی اتفاق افتاد؟ دانشمندان مسلمان چه نگاهی به مسئله علم و دین داشته‌اند؟ عوامل مؤثر در روابط انسانی و اجتماعی تا چه حد می‌توانند روی پیشرفت علم تأثیرگذار باشند؟

بخش اول «پشت‌ پرده نجوم»
ویدیوی گفت‌و‌گوی محمد‌مهدی موسوی (فیزیک‌پیشه) و دکتر گمینی (عضو هیات‌علمی پژوهشکده تاریخ علم دانشگاه تهران) درمورد فراز و فرودهای تاریخی علم نجوم

معرفی کتاب

در این گفت‌و‌گو دو کتاب معرفی شدند:

  • «دایره‌های مینایی»، نوشته دکتر امیر‌محمد گمینی، که می‌توانید آن را از اینجا تهیه کنید. معرفی اجمالی کتاب:
کتاب «دایره‌های مینایی، نوشته امیرمحمد گمینی

کیهان‌شناسیِ علمی از چه زمانی پا‌ گرفت و در یونان و تمدن اسلامی تا چه حد از روش تجربی و ریاضی استفاده می‌کرد و چقدر تحت تأثیر فلسفه طبیعی بود؟ منجمان تمدن اسلامی چه راهکارهایی را برای حل مشکلات علمی زمان خود پی گرفتند؟ برای پاسخ به سوالات و پرسش‌هایی دیگر درباره تحولات علمی و تبادل نظرهای رایج در نجوم تمدن اسلامی نیاز به پژوهش‌هایی مبتنی بر نسخ خطی به جا‌مانده و آخرین دستاوردهای مورّخان دانشگاهی علم قدیم است. این کتاب نتایج این پژوهش‌ها را در کنار پژوهش‌هایی جدیدتر برای متخصّصان و غیرمتخصّصان علاقه‌مند به رشته تاریخ علم معرفی می‌کند. مخاطب این کتاب افرادی هستند که به تاریخ تحولات علوم در گذشته‌های دور و نزدیک دلبسته‌اند یا می‌خواهند با دستاوردهای فکری و فرهنگی تمدن اسلامی در حوزه علم هیئت آشنا شوند.

  • «زندگینامه علمی دانشمندان اسلامی» که توسط جمعی از پژوهشگران نوشته شده و می‌توانید از اینجا آن را تهیه کنید. معرفی اجمالی این اثر دو‌جلدی:

«زندگینامه علمی دانشمندان اسلامی» بیان شرح احوال، آثار و آرای علمی ۱۲۶ نفر از دانشمندان اسلامی است که در ریاضیات و علوم وابسته به آن مانند نجوم، نورشناسی، موسیقی و علم‌الحیل و علوم‌طبیعی مانند فیزیک، شیمی، کیمیا، طب و زیست‌شناسی کار کرده‌اند.

کتاب «زندگینامه علمی دانشمندان اسلامی»،

همچنین احوال برخی از جغرافی‌دانان، تاریخ‌نویسان و بعضی از فلاسفه نیز بیشتر از باب حکمت ایشان، در این مجموعه آمده است. می توان گفت که زندگی و کار مهم‌ترین دانشمندان اسلامی در این مجموعه بررسی شده و برخی مقالات آن از لحاظ تفصیل و عمق و وسعت دامنة تحقیق، بی‌نظیر یا کم‌نظیرند.

دانشمندان اسلامی که احوالشان در این مجموعه آمده همه اسلامی‌اند. بی‌آنکه همه مسلمان باشند و همه ـ از ایرانی و عرب و مغربی و مسلمان و یهودی و مسیحی ـ در سایه درخت پربار تمدن اسلامی زیسته و کار کرده‌اند.

جلد اول این مجموعه، شامل مقالات حروف «الف» تا «ح» است. جلد دوم، علاوه بر بقیه مقالات، دارای یک فهرست راهنمای تفصیلی و واژه‌نامه‌ای مشتمل بر معادل‌های برخی واژه‌ها و توضیح برخی از اصطلاحات علمی خواهد بود، تا خوانندگانی که از این کتاب برای تحقیق در تاریخ علوم در اسلام یا در دروس مربوط به این موضوع استفاده می‌کنند، از آن بهتر بهره ببرند.

کلام پایانی

در پایان، شاید اشاره به این چند جمله از کارل سِیگِن در کتاب «جهان دیو‌زده» خالی از لطف نباشد:

«چالش بزرگ برای مروجان علم آن است که تاریخ واقعیِ پر‌ پیچ‌و‌خم اکتشافات بزرگش و سوءتفاهم‌ها و امتناع لجوجانه‌ی گاه‌و‌بیگاهِ دانشمندان از تغییر مسیر را شفاف کنند. بسیاری از ـ شاید اغلب ـ درسنامه‌های علمی که برای دانشجویان نوشته شده‌، نسبت به این مسئله با‌ بی‌توجهی عمل کرده‌اند. ارائه‌ی جذابِ معرفتی که عصاره‌ی قرن‌ها پرسش‌گریِ جمعیِ صبورانه درباره طبیعت بوده، بسیار راحت‌تر از بیان جزئیاتِ دستگاهِ درهم‌وبرهمِ عصاره‌گیری است. روش علم، با همان ظاهر ملال‌آور و گرفته‌اش، بسیار مهم‌تر از یافته‌های علم است.»

روز جهانی نور، فیزیک لیزر و جامعه علمی

از زمانی که من وارد دانشگاه شدم (مهر ۹۱) تقریبا میشه گفت که دو اتفاق مهم دنیای نور و فوتونیک رو پشت سر گذاشتم. اولی سال جهانی نور بود (۹۳). اون‌سال دانشگاه بهشتی میزبان «۲۱امین کنفرانس اپتیک و فوتونیک و ۷امین کنفرانس مهندسی و فناوری فوتونیک» در ایران بود و من به عنوان خبرنگار این کنفرانس توی اکثر برنامه‌ها شرکت می‌کردم. خیلی برنامه خوبی بود و حسابی هم خرج کرده بودند! خلاصه که خوش گذشت و از همه جهات برای من منجر به یک تجربه هیجان‌انگیز شد. به نظرم‌ حرفه‌ای‌ترین رویدادی بود که در عمرم در ایران دیده بودم! اما خب اینکه حالا این همه پول از کجا اومد و چه‌طور برنامه‌ای با اون کیفیت برگزار شد توی بهشتی رو نمی‌دونم. بگذریم! رویداد بعدی، مهر ۹۷ بود. اون سال جایزه نوبل فیزیک به سه نفر، با سهم‌های مختلف، برای نوآوری‌های پیشگامانه در زمینه فیزیک لیزر تعلق گرفت.

از دو سال پیش هم، سازمان ملل، تصمیم گرفت که روز ۱۶ ماه می یا ۲۸ اریبهشت رو به عنوان روز جهانی نور اعلام کنه. علت این تاریخ هم برمیگرده به ۶۰ سال پیش، وقتی که اولین لیزر دنیا کار کرد! مردم امسال به خاطر کرونا، در خونه و پشت کامپیوترهاشون با هشتگ #SEETHELIGHT این روز جشن گرفتند و رویدادهای آنلاین برگزار کردند. این نوشته رو بخونید!

یکی از سه برنده نوبل فیزیک سال ۲۰۱۸، خانومی بود به اسم دانا استریکلند که سومین زنی بود که برنده این جایزه می‌شد در تاریخ. قبل از ایشون، خانم ماریا مایر برنده این جایزه شده بود که اختلاف زمانی این دو نفر بیشتر از ۵۰ ساله! خانم دانا استریکلند، استاد دانشگاه واترلو کانادا هستند و طبیعتا کارشون فیزیک لیزر هست. فیزیک لیزر در حقیقت زیرمجموعه‌ای از فیزیک اتمی حساب میشه و به تعبیر دیگه‌ای، بخشی از شاخه علم فوتونیک. در مورد فوتونیک، امین مطلبی نوشته که پیشنهاد می‌کنم اون رو بخونید.

توی این ویدیو خانم استریکلند مفهوم لیزر رو در چند مرحله، از مقدماتی تا حرفه‌ای توضیح میده:

یادگیری فیزیک لیزر

اگر علاقمند هستید که فیزیک لیزر رو یاد بگیرین طبیعتا باید درس‌هایی مثل الکترومغناطیس و مکانیک کوانتومی رو خیلی خوب یادبگیرید. دست کم در اندازه‌ای که بچه‌های رشته‌ فیزیک توی دوره لیسانس یاد میگیرند. قبلا در مورد یادگیری آنلاین این دو موضوع در اینجا نوشتم. به طور خاص، دوره‌هایی که در ادامه اومده بهتون در درک فیزیک لیزر می‌تونه کمک کنه:

اگر هنوز الکترومغناطیس و مکانیک کوانتومی نمی‌دونید، خوبه که این چیزها رو ببینید:

و اگر الکترومغناطیس و کوانتوم بلد هستین، برای حرفه‌ای شدن سراغ این دو دوره برین:

جستاری کوتاه در مورد جامعه علمی

سال ۲۰۱۸ زمانی که جایزه نوبل فیزیک اعلام شد، یکی از خبرهای عجیب که دست به دست میشد این بود که خانم استریکلند صفحه ویکی‌پدیا نداشت! برای خیلی‌ها سوال شده بود که چرا اصلا این اتفاق، یعنی ساخته نشدن صفحه ویکی‌پدیا برای یه همچین آدمی، افتاده؟! آیا این مربوط به اینه که ایشون خانومه و نه آقا یا چی؟! بازتابی از اون اتفاقات و پاسخ به خیلی از پرسش‌ها رو می‌تونید در اینجا بخونید. اما بد نیست به عنوان یک حاشیه، اشاره کنم به اینکه حتی الان اگه صفحه گوگل اسکالر خانم استریکلند رو ببینید، عددی که h-index نشون میده شما رو متعجب خواهد کرد؛ عددی به ظاهر کم، برای برنده شدن یک جایزه نوبل در علم! بحث بیشتر در مورد این موضوع، نه کار منه و نه علاقه‌ای دارم که بهش بپردازم. همون توضیح بنیاد ویکی‌مدیا در مورد صفحه نداشتن ایشون به نظرم ایده‌های خوبی از برخورد دنیای بیرون از دانشگاه با دانشگاه رو نشون میده. برهمکنش اهل دانشگاه با هم‌دیگه هم بمونه داخل محافل خودشون. بگذریم!

راستش چیزی که سبب شد این متن رو بنویسم، دیدن این تصویر از گروه خانم استریکلند در دانشگاه واترلو بود:

عکس دسته جمعی از گروه لیزرهای فوق‌سریع دانشگاه واترلو – ۲۰۱۷ – نگاره از ویکی‌پدیا

این عکس که شبیه به یک عکس خونوادگی می‌مونه در حقیقت تصویری از آدم‌هاییه که در حرفه‌ای‌ترین سطح، مشغول به انجام کار علمی هستند. یکی از این آدم‌ها (خانم مسن آبی‌پوش) برنده جایزه نوبل در فیزیک هست و بقیه هم تیم تحقیقاتی ایشون رو تشکیل میدن که حضورشون در این عکس، تنوعی از سن و سال، جنسیت، وزن، تیپ، نژاد، فرهنگ‌، ملیت، عقیده و … رو نشون میده! واقعیت اینه که دانشگاه‌ها این شکلی هستند و طیفی از آدم‌های مختلف با سلیقه‌ها و ویژگی‌ها شخصیتی متفاوت رو در بر می‌گیره که همه‌شون در یک چیز، دست‌کم، مشترک هستند: انجام دادن کار زیاد!

به نظرم این تصویر برای کسایی که دوست دارن وارد کار پژوهشی بشن و آینده شغلی خودشون رو در دانشگاه بسازن این ارمغان رو داره که دانشمند شدن نه به قیافه‌س و نه به تیپ و عقیده آدما! دانشمند شدن به صبر، پشتکار، حوصله، خونواده حمایتگر و شانس نیاز داره. از طرف دیگه ممکنه این عکس این ایده رو به ذهن‌ها بیاره که این آدم‌ها همیشه این قدر خندان و خوشحال هستند! نه این طوری نیست! حتی ممکنه همیشه هم اینقدر خوش لباس و آراسته نباشن! بالاخره آدم‌ها موقع عکس گرفتن سعی می‌کنن بهترین حالت از خودشون رو ثبت کنند! برای همین درسته که این جور تصویرها، یک جمع شاد و سرزنده رو نشون میده ولی نباید فراموش کنیم که پشت هر عکس دست جمعی در علم، کلی خون دل، شکست، تلاش‌ مجدد و بدشانسی می‌تونه نشسته باشه!

جمله آخر این نوشته هم باشه تعمیمی از حرف مریم میرزاخانی که:

علم، زیبایی‌هاشو فقط به اونایی که صبور هستند نشون میده!

وبلاگ‌نویسی و روایتگری در علم

بعد از مدت‌ها، فرصتی پیش‌ اومد تا با مهدی در مورد وبلاگ‌نویسی و روایتگری در علم گپ بزنیم. ویدیوی این گفت‌وگو ضبط شده و در ادامه‌ی این نوشته می‌تونید ببینیدش. به‌طور کلی در مورد این حرف زدیم که چرا وبلاگ‌نویسی مهمه، منظورمون از روایتگری در علم چیه و اشاره‌هایی هم داشتیم به تجربه‌هامون در سیتپور. حین این گپ و گفت یک سری وبلاگ معرفی شد و یک سری ایده و ترفند برای شروع وبلاگ‌نویسی که سعی می‌کنم اینجا به اون‌ها اشاره‌ مختصری کنم.

«پشت پرده نجوم» عنوان یک سری از لایوهای اینستاگرامی هست که توی اون با چند نفر از دانشجویان و اساتید دانشگاهی، درمورد تصویر درست علم نجوم گفت و گو شده و هم چنین کندوکاوی درمورد مسائل مهمی از قبیل روایتگری در علم و شبه علم داشته. در سومین قسمت از «پشت پرده نجوم»، شاهد گپ و گفت محمد مهدی موسوی و عباس ک. ریزی (دانشجوی دکتری سیستم های پیچیده در دانشگاه Aalto)، درمورد مفهوم «روایتگری در علم» و تجربیاتش از وبلاگ نویسی خواهید بود.

برای شروع وبلاگ‌نویسی

.There is nothing to writing. All you do is sit down at a typewriter and bleed

Ernest Hemingway, awarded the 1954 Nobel Prize in Literature

می‌تونید به سادگی وبلاگ شخصی خودتون رو توی blog.ir یا ویرگول یا هر جای دیگه درست کنید. برای دنبال کردن وبلاگ‌های مورد علاقه‌تون هم می‌تونید همه‌ رو به صورت یکجا به کمک feedly.com داشته باشید. این نوشته از جادی رو بخونید: برای پیشرفت مجدد، دوباره وبلاگ بنویسید!

وبلاگ‌های پیشنهادی

وبلاگ‌هایی که شخصا دنبال می‌کنم رو با توجه به سطح مطالبشون لیست کردم. منظور از «عمومی» یعنی مناسب هر علاقه‌مندی بدون در نظر گرفتن پیش زمینه خاصی هستند. «کمی فنی» یعنی باید دانش عمومی از ریاضیات و فیزیک داشته باشید. مثلا دانشجوی کارشناسی این رشته‌ها باشید. «فنی» یعنی نیاز به دونستن پیش‌زمینه‌های خاص در فیزیکی یا ریاضی هست. «خیلی فنی» هم یعنی باید دانشجوی تحصیلات تکمیلی باشین دست‌کم!

برای زندگی روزمره و بیشتر برای جنبه‌های عمومی مسئله:

«عمومی» 
«کمی فنی» 

نوشته‌های مربوط به فیزیک جریان‌اصلی:

«کمی فنی» 

فیزیک آماری، ماده‌چگال و محاسباتی:

«فنی» 

سیستم‌های پیچیده، یادگیری ماشین و علوم داده:

«فنی» 
«خیلی فنی» 

برای عمیق شدن در ریاضیات:

«خیلی فنی» 

این دو تدتاک رو هم برای جنبه عمومی نوشتن پیشنهاد می‌کنم:

دینامیک: نیرو، حرکت و زمان

به تازگی کامنتی دریافت کردم که چندتا سوال ازم پرسیده بود. در این نوشته می‌خوام به این پرسش‌ها جواب بدم!

۱) زمان بر نیروی وزن اثر داره ؟ منظورم اینه وقتی زمان رو ثابت یکنیم یعنی اینکه تمام قوانین فیزیک رو با استفاده از زمان ثابت کنیم باز هم جسمی مثل لیوان به زمین برخورد میکنه اونم بر اثر نیروی گرانش یا نه؟(مثلا اگر تندی زمان رو زیاد کنیم جسمی مثل لیوان با تندی زیاد به زمین میرسه)
۲) چرا بعضی از پدیده ها در حال حرکت هستند؟ (مثل نور که وقتی لامپ رو روشن میکنیم بدون اینکه کاری بکنیم پرتوی نور خود به خود حرکت میکنه)
۳) آیا واقعا نور به دام سیاهچاله میفته ؟تا جایی که من میدونم انسان برای دیدن پدیده ها و اجسام ها به نور نیاز داره پس اگه نور از سیاهچله نمیتونه فرار کنه چطور دیدیمش؟(منظورم
عکسی که از سیاهچاله توی سال ۹۸ پارسال گرفتن)
۴) آیا نور تنها پدیده ایی هستش که سرعتی بسیار زیاد داره یا نه ؟
۵) نور ثابته ؟

۱) رابطه نیرو و زمان

قوانین نیوتون به ما میگه که اگه جسمی در حال حرکت باشه، تا زمانی که به اون جسم در کل نیرویی وارد نشه، جسم به حرکت خودش ادامه میده. اگر هم جسم از اول در حال حرکت نباشه، قاعدتا همون‌جایی که هست می‌مونه. مثل توپی که یه گوشه افتاده و تا زمانی که کسی بهش لگ نزنه از جاش تکون نمی‌خوره. منظور از «حرکت» هم تغییر موقعیت جسم با گذشت زمانه. یعنی هر بار که عقربه ساعت روی دست من تیک بزنه جسم از جایی به جای دیگه بره.

مسیر حرکت یک جسم در فضای ۳بعدی. هر نقطه از این مسیر را می‌توان با زمان نشانه‌گذاری کرد. به این معنی که بردار مکان $r$ در هر لحظه با مشخص کردن زمان به صورت یکتا مشخص خواهد شد.

در فیزیک نیوتونی اختیار تند و کند کردن گذر زمان دست ما نیست. یعنی ما نمی‌تونیم کاری کنیم که زمان سریع‌تر بگذره یا کندتر بگذره یا اینکه متوقف بشه! ولی می‌تونیم این ایده رو شبیه‌سازی کنیم. مثل زمانی که از چیزی فیلم گرفته باشیم و با سرعت‌های مختلف اونو پخش کنیم. می‌تونیم تندتند بزنیم جلو ببینم آخرش چی میشه یا اصلا متوقفش کنیم. برای همین، اگه بتونیم که زمان رو متوقف کنیم، اون موقع اتفاقی که می‌افته اینه که آخرین تصویری که از هر چیزی داریم، همون باقی می‌مونه. پس اگه سیبی در حال سقوط به زمینه، با متوقف کردن زمان بین زمین و آسمون می‌مونه. این به این معنی نیست که نیرویی وجود نداره! بلکه به این معنی هست که در یک لحظه خاص، ما فقط یک فریم از یک فیلم رو انتخاب کردیم و داریم اونو می‌بینیم و با راه انداختن دوباره زمان، می‌بینیم که سیب به سقوطش ادامه میده. یا اگه فرض کنیم که گذر زمان رو سریع‌تر کنیم اون موقع می‌بینیم که سیب زودتر به زمین می‌خوره. یا اگه زمان رو به عقب برگردونیم می‌بینم که سیب به جای زمین خوردن، هوا میره 🙂

توضیح‌ فنی‌تر:

اگر دینامیک توصیف‌کننده یک سیستم، توسط معادلات تعینی داده بشه،اون موقع خروجی مسئله، یک «مسیر» می‌تونه باشه. مسیر، یک «خم» در فضای مکانه که توسط زمان نشانه‌گذاری شده. با داشتن مسیر، می‌تونیم بدونیم که سرشت نهایی سیستم چیه. به عنوان مثال با حل مسئله گرانش عمومی نیوتون برای دو جسم، به یک مسیر بسته بیضی شکل برای یکی از اون دو جسم می‌رسیم. با تغییر زمان، از نقطه‌ای به نقطه‌ی دیگه‌ از اون مدار (مسیر بسته) هدایت میشیم.

قانون دوم نیوتون، $F=ma$ یا معادله اویلر-لاگرانژ $\frac{\partial L(x,\dot{x}; t)}{\partial x } = \frac{d}{dt}\frac{\partial L(x,\dot{x}; t)}{\partial \dot{x} }$ هر دو منجر به دسته‌ای از معادلات دیفرانسیل معروف به معادلات حرکت میشن. در این روش مدل‌سازی، حرکت سیستم شما تعینی هست و شما با دونستن اطلاعات در مورد حال، دقیقا می‌تونید بگید که چه اتفاقی در آینده می‌افته.

گاهی دینامیک توصیف کننده شما توسط معادلات غیر تعینی داده میشه، مثل زمانی که حرکت یک ولگرد (قدم زن تصادفی) یا یک فرایند تصادفی رو مدل می‌کنید. اون موقع برای شروع مسئله، با معادله «مادر» یا معادله فوکر-پلانک می‌تونید پیش‌ برید. در این حالت، مسئله شما دیگه تعینی نیست و پیش‌بینی آینده یا پیش‌بینی مسیر، با عدم قطعیت (یا به عبارتی خطا) همراه خواهد بود. مثلا برای یک ولگرد نمی‌تونید با قطعیت کامل بگید که در فلان لحظه کجاست!

۲) علت حرکت چیزها

چیزها حرکت می‌کنند چون که بهشون نیرو وارد میشه! زمین دور خورشید می‌چرخه چون از طرف خورشید بهش نیرو وارد میشه یا توپ فوتبال حرکت می‌کنه چون یکی بهش ضربه می‌زنه! در مورد نور لامپ هم این جوری نیست که ما «کاری نمی‌کنیم»! در حقیقت با زدن کلید برق، جریان الکتریکی به لامپ میرسه و توی لامپ انرژی الکتریکی تبدیل به انرژی روشنایی میشه. یعنی همون‌جور که فوتبالیست به توپ ضربه می‌زنه و توپ حرکت می‌کنه، رسیدن جریان الکتریکی به لامپ‌ هم سبب ضربه زدن به نور میشه که به مسیرهای مختلف حرکت کنه. به این پدیده در فیزیک، تابش الکترومغناطیسی گفته میشه. به عبارت فنی‌تر، میدان الکتریکی اعمال شده توسط جریان خارجی (برق) سبب برانگیختگی ماده‌ای مثل تنگستن یا گاز خاصی مثل نئون میشه. برانگیختگی یعنی الکترون‌های که توی اتم‌های تشکیل دهنده اون مواد هستند از یک سطح انرژی به سطح بالاتری می‌رن (مثل وقتی که از پله‌های سرسره بالا میرین). اون موقع وقتی الکترون‌ها از یک سطح با انرژی بالاتر به سطی با انرژی پایین‌تر میان (مثل وقتی از سرسره پایین میاین)، اندازه اختلاف انرژی این دو سطح، از خودشون موج الکترومغناطیس یا ذرات نور منتشر می‌کنند!

این ویدیو رو ببینید:

۳) نور به دام سیاه‌چاله می‌افته؟

در مورد داستان سیاه‌چاله‌ها و اینکه چه‌طور از یک سیاه‌چاله میشه تصویر برداری کرد مفصل نوشتیم قبلا! این نوشته رو بخونید: قیام علیه سیاهی! به طور خلاصه، سیاه‌چاله‌ها اجسام بسیار بسیار سنگینی هستند که حتی بر حرکت نور هم اثر می‌ذارن. در مورد تصاویر منسوب به سیاه‌چاله‌ها هم، در حقیقت نوری که توی تصویر می‌بینیم دقیقا خود سیاهچاله نیست! یه سری موادی هستند که توی یه دیسک (شبیه حلقه‌های زحل) اطراف سیاهچاله دارن میچرخن و چون خیلی داغ هستن از خودشون نور تابش می‌کنن (درست شبیه به همون لامپ!). درواقع ما نور این موادی که در اطراف سیاهچاله وجود دارند و تونستن قسر دربرن و به چشم ما برسن رو می‌بینیم. تصویر ثبت شده، به خاطر اون نورها هست!

کمی توضیح فنی‌تر: ناحیه‌ای هست به‌اسم کره فوتونی که نزدیکترین مدار به افق رویداد که فوتون‌ها می‌تونن توی یه مدار پایدار دور سیاهچاله بچرخن. نزدیک‌تر از اون دیگه تقریبا فوتون شانسی برای برگشت نداره!

نمودار شماتیک از یک سیاه‌چاله شوارتزشیلد. نگاه کنید به نوشته «قیام علیه سیاهی»

۴) آیا نور فقط سرعتش زیاده؟

نه! هر چیزی می‌تونه خیلی سریع حرکت کنه. محدودیتی در اصول نداریم. مثلا در آزمایش‌های مختلف فیزیکی، نوترون‌ها، الکترون‌ها یا پروتون‌ها رو با سرعت‌های خیلی زیاد به حرکت در میارن. یکی از جاهایی که مثلا پروتون‌ها رو تا سرعت‌های نزدیک به سرعت نور به حرکت در میارن آزمایشگاه سرن هست.

۵) آیا نور ثابته؟!

سوال رو درست متوجه نشدم! اگر منظور سرعت حرکت نوره، بله سرعت حرکت نور در هر محیط ثابته ولی موقعی که از محیطی به محیط دیگه میره تغییر میکنه. مثلا سرعت نور در هوا یک چیزه و در آب یک چیز دیگه‌ است. طبق نسبیت اینشتین، نور بیشترین سرعت در حرکت رو داره.