آموزش ساخت ربات ( بخشهای مکانیکی - 3 )
ساخت بخشهای مکانیکی ربات
آشنایی با مکانیزم ها تاثیر بسزایی در طراحی و ساخت مکانیک ربات دارد. به مجموعه ای از اجزای مکانیکی که به یکدیگر متصل و یا در تماسند و می توتنند نسبت به هم حرکت کنند، مکانیزم می گوییم. از مکانیزم ها برای تبدیل حرکت چرخشی الکتروموتورها به حرکات مورد نظر خود استفاده می کنیم. در این مقاله چند مکانیزم پرکاربرد زیر به شما معرفی خواهد شد. مطالب این مقاله از سایت ویژه مسابقات رباتهای شهری برگرفته شده است.
2- مکانیزم پیچ و مهره
3- مکانیزم لنگ و لغزنده
4- مکانیزم چهار میله ای
5- مکانیزم بازگشت سریع
6- مکانیزم چرخ ژنوا
مکانیزم چرخ و شانه
این مکانیزم از دو عضو چرخ (Pinion) و شانه (Rack) تشکیل شده است و از آن برای تبدیل حرکت دورانی چرخدنده به حرکت مستقیم الخط شانه استفاده می کنیم. در مواردی که بخواهیم دریچه ای را باز و بسته کنیم و نیز در بسیاری موارد دیگر می توانیم از این مکانیزم بهره بگیریم. در اشکال زیر نمونه هایی از کاربرد این مکانیزم را می بینید.
اگر α حرکت زاویه ای چرخدنده (برحسب رادیان) و s حرکت مستقیم الخط شانه و d قطر دایره گام چرخدنده باشد رابطه زیر برقرار است :
همانطور که از شکل زیر نیز می توان فهمید این مکانیزم از یک قسمت ثابت به نام قاب، دو عضو متحرک با حرکت دورانی حول یک نقطه که لنگ نامیده می شوند و عضو رابط بین لنگها که میله رابط نامیده می شود تشکیل شده است. در صورتی که طول لنگها در مکانیزم چهار میله ای برابر باشند به آن مکانیزم موازی می گویند.
-
یک شنبه 8 آذر 1388
5:39 AM
نظرات(0)
اين امر در سالهاي اخير به طور جدي در دستور كار دولتها قرار گرفته است و دولتمردان هوشمند نيروهاي خود را در راه تحقق چنين شرايطي بسيج كردهاند و درصدد برآمدهاند كه فرآيندهاي سياسي، اقتصادي و اجتماعي را با كمك فناوري نوين ارتباطات و اطلاعات اصلاح كرده و از اين طريق به شيوه كارآمدتري به ارائه خدمات به شهروندان بپردازند. انجام تغييرات در فرآيندهاي دولتي نظير تمركززدايي، بهبود كارايي و اثربخشي است.
اصولا تعريف واحدي در باره دولت الكترونيك وجود ندارد و اين مسئله ناشي از ماهيت پويا و متغير فناوري است.
امروزه به استفاده از فناوري اطلاعات و ارتباطات به منظور بهبود كارايي و اثربخشي، شفافيت اطلاعات و مقايسه پذيري مبادلات اطلاعاتي و پولي در درون دولت، بين دولت و سازمانهاي تابعه آن، بين دولت و شهروندان و بين دولت و بخش خصوصي دولت الكترونيك اطلاق ميشود.
ما كجاييم؟
دولت الكترونيك در ايران با وجود آن كه هنوز متولي مستقلي ندارد، اما در بعضي حوزهها فعال است. قريب به 1000 سايت دولتي ايران با وجود همه كاستيها و نقصهايي كه در اطلاعرساني ديجيتالي رسمي در وب وجود دارد، بخشي از روابط عمومي ديجيتالي كشور را به دوش مي كشند.
دفاتر دولت الكترونيك كه در استانهاي مختلف كشور راهاندازي شده است، خدمات مختلف انتظامي و ثبتي را انجام ميدهند و اين خود يك گام به جلو در ارائه خدمات به شهروندان الكترونيكي ايران است.
اعطاي دهها ميليارد تومان تسهيلات از طريق طرح تكفا به بخش خصوصي در جهت تقويت زيربناي اقتصادي و علمي بخش خصوصي در حوزهاي تي، خود تاثير غيرمستقيمي در گسترش دولت الكترونيك در ايران دارد.
با اين وجود، دولت الكترونيك ما با رويههايي كه در كشورهاي غربي حاكم است، از عقب ماندگي ساختاري و اجرايي رنج مي برد كه قطعا عزم ملي و ايجاد طرح جامع در اين راستا، مي تواند در چشمانداز بيست ساله كشور، مشكلگشاي بسياري از موانع پيش روي باشد.
خلق دولت الكترونيك
يكي از مهمترين فرصتهايي كه فناوريهاي نوين ارتباطي و اطلاعاتي را پيش روي ما قرار ميدهند، امكان استفاده از اين فناوري براي مهندسي مجدد معماري دولت و قابل دسترستر، كارآمدتر و پاسخگوتر ساختن آن است.
استفاده از اين نوآوريها در فرآيند اداره امور جامعه، موجب پديدار شدن واقعيتي به نام دولت الكترونيك شده است.
امروزه عوامل مختلفي دست در دست يكديگر دادهاند تا دولتها را وادار به تجربه شكل جديدي از اداره جامعه بكنند.
انتظارات افراد در مورد خدمات و محصولات و نيز نحوه و كيفيت ارائه آن به طور روزافزون در حال تغيير است و دولت نيز بايد پاسخگوي اين نيازها و انتظارات باشد. آنان خواهان اين هستند كه ساعات كار موسسات دولتي افزايش يابد و هر زمان كه خواستند بتوانند كارهاي خود را انجام دهند، در صفها معطل نشوند، خدمات باكيفيت تري دريافت كنند، خدمات و محصولات ارزان تري به دستشان برسد و مواردي از اين دست كه پاسخگوترين شكل دولت براي اين انتظارات در حال حاضر دولت الكترونيك است.
دولتها همچنين براي جذب سرمايه، كارگران ماهر، گردشگران و ساير موارد با يكديگر در رقابت هستند و بدين منظور به امكانات جديدي نياز دارند كه دولت الكترونيك اين امكانات را فراهم ميكند.
دولت الكترونيك براي كيفيت خدمات رساني به شهروندان، فرصتهاي خوب زيادي را ايجاد ميكند. شهروندان قادرند به جاي چند روز يا چند هفته ظرف چند دقيقه يا چند ساعت اطلاعات يا خدمات مورد نظر خود را دريافت كنند.
شهروندان، شركتها و سازمانهاي وابسته به دولت مي توانند بدون استخدام وكلاي دادگستري و حسابداران گزارشهاي خواسته شده را دريافت كنند.
كارمندان دولت مي توانند به سادگي و به صورت كارآمد مانند كاركنان دنياي تجارت امور خود را انجام دهند.
يك استراتژي موثر در زمينه استقرار دولت الكترونيك به بهبودهاي قابل ملاحظهاي از قبيل موارد ذيل در دولت منجر خواهد شد؛
تسهيل خدمت رساني به شهروندان
حذف ردههايي از مديريت دولتي (كوچك سازي اندازه دولت)
تسهيل اخذ اطلاعات و خدمات توسط شهروندان و شركتها و همچنين سازمانهاي وابسته به دولت
تسهيل فرآيندهاي كاري سازمانها و كاهش هزينهها از طريق ادغام و حذف سيستمهاي اضافي و موازي
نمادهاي مورد استفاده در دولت الكترونيك
نمادهاي دولت الكترونيك نشان دهنده اين است كه يك دولت الكترونيك مي تواند بخشها و افراد را با يكديگر مرتبط سازد
G2C GOVERNMENT TO CITIZEN (تعامل ميان دولت و شهروندان): مهمترين و گسترده ترين نوع كاربرد دولت الكترونيك، رابطه دولت با شهروندان و بالعكس است. اين رابطه شامل اخذ اطلاعات از سوي شهروندان از سازمانهاي دولتي و ارائه خدماتي از سوي دولت به شهروندان به شيوه الكترونيك است G2G GOVERNMENT TO GOVERNMENT (تعامل ميان سازمانهاي دولتي): در اين نوع رابطه، سازمانهايي كه در زمينههاي مختلف به اطلاعات نياز دارند، ميتوانند از طريق شبكههاي موجود به اين اطلاعات دسترسي يافته و خدمات خود را سريع تر به شهروندان ارائه كنند.
BUSINESS G2B GOVERNMENT TO (تعامل ميان سازمانهاي دولتي و بخش خصوصي): اين نوع رابطه، اولين رابطهاي بود كه توسعه پيدا كرد كه در اين راستا پرداخت ماليات، اخذ آمار و اطلاعات ، ارائه تسهيلات و نحوه اخذ مجوزهاي مختلف محتواي اين نوع تعامل را شكل ميدهد.
G2E GOVERNMENT TO EMPLOYEES ( تعامل ميان دولت و كارمندان دولت): اطلاعات پرسنلي كاركنان، دريافت خدمات پرسنلي و ساير اطلاعات قابل مبادله ميان سازمانهاي دولتي و كاركنان دولت در اين چارچوب قرار مي گيرند.
اين چهار نوع كاربرد، ستونهاي اصلي دولت الكترونيك تلقي ميشود و در واقع اين ارتباطات است كه روح دولت الكترونيك را تشكيل ميدهد.
استراتژي استقرار دولت الكترونيك
اولين گام در تدوين استراتژي دولت الكترونيك تعريف آن است. بدين معنا كه سياستگذاران بايد بدانند كه دقيقا در پي دست يافتن به چه چيزي هستند. دولت الكترونيك ظرفيتهاي بالايي براي ايجاد ارتباطات الكترونيك بين دولت و شهروندان، دولت با بخش خصوصي و اجزاي مختلف درون دولت دارد. هر حكومتي با توجه به شرايط خاص خود مي تواند در هنگام تدوين استراتژي دولت الكترونيك مورد نظر خود، قلمرو نفوذ و گسترش اين پديده را تعريف كند.
پس از اين مرحله بايد نسبت به تدوين استراتژي اقدام شود. اين استراتژي از اين لحاظ حائز اهميت است كه برنامههاي عملي مهندسي مجدد فرآيندها و رويهها را به گونهاي كه در راستاي دولت الكترونيك و حمايت كننده آن باشد، هدايت كرده و همچنين گامهاي اوليه حركت را تعيين مي سازد.
اين استراتژي بايد دربرگيرنده مراحل ذيل باشد؛
تعريف ساختار دولت الكترونيك و اجزا و عناصر كليدي آن
تعيين مخاطبان و كاربران دولت الكترونيك
ترسيم چشم اندازي كه به سادگي قابل درك باشد و دربرگيرنده نتايج مورد انتظار از دولت الكترونيك باشد
تعيين اهداف عملياتي كه قابل سنجش و قابل اندازه گيري باشند
تعيين خط مشيهاي لازم به منظور حمايت از تحقق مطلوب دولت الكترونيك تعريف شيوهاي كه ميزان آمادگي سازماني براي استقرار دولت الكترونيك را تعيين كند
تعريف فرآيند و مراحل استقرار دولت الكترونيك
مفهوم حكومتداري خوب
سازمانها و افراد مختلف براساس نوع نگرش و نگرانيهاي خود، تعاريف متعددي از حكومتداري خوب ارائه كردهاند كه هر يك بيانگر بخشي از اين مفهوم است.
قبل از بررسي تعاريف موجود در اين زمينه شايد تعريف واژه حكومتداري ضروري باشد.
براساس تعريفي كلان، حكومتداري عبارت است از فرآيندي كه به واسطه آن موسسات دولتي به اداره امور عمومي مي پردازند، منابع عمومي را مديريت كرده و از حقوق افراد جامعه حمايت ميكنند (www.unhchr.ch) و بنا به تعبيري ديگر حكومتداري عبارت است از شيوه به كارگيري قدرت در مديريت توسعه اقتصادي و اجتماعي كشور.
در تعريف اخير حكومتداري مستقيما با مديريت فرآيند توسعه پيوند مي يابد و بخش عمومي و خصوصي را به طور توام دربر مي گيرد.
برخي از صاحبنظران تعريف گسترده تري از حكومتداري ارائه كردهاند. به زعم آنان حكومتداري فرآيندي است كه از طريق آن به طور جمعي مسائل مبتلا به جامعه را حل كرده و نيازهاي جامعه را برطرف ميكنيم.
طبق اين ديدگاه، حكومتداري صرفا شامل دولت نميشود بلكه بخش خصوصي و افراد و گروههاي جامعه مدني را نيز دربرمي گيرد و سيستمها، رويهها و فرآيندهايي كه به نوعي در امر برنامه ريزي، مديريت و تصميم گيري دخيل هستند را نيز شامل ميشود. (www.unescap.org) با عنايت به تعاريف پيش گفته و درك عمومي از مفهوم حكومتداري، مي توان گفت كه حكومتداري خوب (GOOD GOVERNANCE)، بركيفيت و نحوه انجام وظيفه حكومتداري تاكيد ميكند.
براساس يكي از تعاريف ارائه شده، حكومتداري خوب عبارت است از انجام وظايف حكومت به شيوهاي عاري از فساد، تبعيض و در چارچوب قوانين موجود. در اين تعريف، حكومتداري خوب به عنوان انجام وظايف حكومت به شيوهاي منصفانه مورد توجه قرار گرفته است.
با اين ديدگاه و براساس تعاريف متعددي كه از حكومتداري خوب ارائه شده است مي توان گفت حكومتداري خوب عبارت است از؛ فرآيند تدوين و اجراي خط مشيهاي عمومي در زمينههاي اقتصادي، اجتماعي، سياسي و فرهنگي با مشاركت سازمانهاي جامعه مدني و با رعايت اصول شفافيت، پاسخگويي و اثربخشي به گونهاي كه ضمن برآوردن نيازهاي اساسي جامعه، به تحقق عدالت، امنيت و توسعه پايدار منابع انساني و محيط زيست منجر شود.
نتيجه گيري
ارتباط ميان دولت الكترونيك و حكومتداري خوب به قدري نزديك است كه برخي صاحبنظران معتقدند كه دولت الكترونيك اگر در نهايت به حكومتداري بهتر منجر نشود هرگز رسالت خود را به انجام نرسانيده است.
دولت الكترونيك شيوهاي است براي حصول اطمينان از اينكه همه شهروندان به گونهاي يكسان از فرصت مشاركت در تصميماتي برخوردارند كه به نوعي بر وضعيت و كيفيت زندگي آنها تاثير مي گذارد. اين شكل جديد ازحكومتداري، شهروندان را از مصرف كنندگان منفعل خدمات دولتي به بازيگران فعال تبديل ميكند كه ميتوانند در باره نوع خدماتي كه به آن نياز دارند اظهارنظر كنند.
دولت الكترونيك امكانات گستردهاي را براي عينيت يافتن آرمانهاي حكومتداري خوب فراهم ميكند و با به كارگيري فناوريهاي جديد ارتباطي و اطلاعاتي به بهبود فرآيندهاي ارائه خدمات در بخش عمومي، تسريع ارائه خدمات به شهروندان، پاسخگوترشدن ماموران دولتي، شفاف شدن اطلاعات، كاهش فاصله ميان مردم و دولتمردان، مشاركت اثربخش تر شهروندان و اعضاي جامعه مدني در فرآيند تصميم گيري عمومي، گسترش عدالت اجتماعي از طريق فرصتهاي برابر افراد براي دسترسي به اطلاعات و.... كمك شاياني ميكند و حكومتها چنانچه بخواهند در مسير تحقق حكومتداري خوب حركت كنند بايد به ابزار نيرومندي همچون دولت الكترونيك مسلح باشند.
در حقيقت، به كارگيري و گسترش دولت الكترونيك غالبا در جهت
-
یک شنبه 8 آذر 1388
5:37 AM
نظرات(0)
نوشته: حسين جوادي
مقدمه
قبل از آنكه
انديشه ي آدمي شكوفا گردد و به بهره وري رسد، بايد شرايط آن فراهم گردد. در جو
اختناق آلود قرون وسطي چنين شرايطي فراهم نبود. به همين دليل توليدات فكري تقريباً
به صفر رسيد. براي رشد و پيشرفتهاي علمي نخست بايد زمينه ي فلسفي آن در جامعه فراهم
باشد، به عبارت ديگر فلسفه هاي مورد قبول و حمايت جامعه بايستي پذيراي نظريه هاي
جديد باشند تا جامعه شاهد شكوفايي انديشه و توليدات آن باشد. فلسفه توضيحي است براي
بي نظمي طبيعي مجموعه اي از تجارب يا دانسته ها. بنابراين براي هر مجموعه اي از
تجارب و فلسفه اي وجود دارد
.
هرچند ممكن است بدون توجه به فلسفه ي يك دانش،
آن را آموخت و به كار برد، اما درك عميق آن دانش بدون توجه به فلسفه اش امكان پذير
نيست. در واقع بر عهده ي فلسفه ي علم است كه حوزه ي فعاليتهاي يك دانش از جمله
فيزيك، اهداف و اعتبار گزاره هاي آن را تعيين كند و روش به دست آوردن نتايج را
توضيح دهد. اين فلسفه ي علم است كه نشان مي دهد هدف علم، پاسخ به هر سئوالى نيست
.
علم تنها مى تواند آنچه را كه متعلق به حوزه واقعيت هاى فيزيكى (آزمون هاى تجربى
قابل سنجش) است، پاسخگو باشد. علم نمى تواند در مورد احكام ارزشى كه متعلق به حوزه
اخلاق و پيامدهاى يك عمل است، نظرى ابراز دارد
.
در فيزيك هيچ فلسفه اي غايت
انديشه هاي فلسفي نيست و هرگاه فلسفه ي خاصي به چنين اعتباري برسد، با انديشمندان و
مردم آن خواهد شد كه در قرون وسطي شد. سياه ترين دوران زندگي انسان زماني بود كه
فلسفه و فيزيك ارسطويي از حمايت ديني برخوردار و غايت فلسفه ي علوم طبيعي قلمداد
شد. در قرون وسطي گزاره هاي علمي، زماني معتبر بودند كه با گزاره هاي پذيرفته شده ي
قبلي سازگار بودند. پس آزمون گزاره هاي جديد عملي بيهوده شمرده مي شد و تنها
سازگاري آنها با گزاره هاي قبلي كفايت مي كرد. علاوه بر آن بانيان گزاره هاي
ناسازگار با مجازات رو به رو مي شدند. آتش زدن برونو و محاكمه ي گاليله به همين
دليل بود. بنابراين نتيجه ي آزمايشهاي گاليله بيش و پيش از آنكه يك تلاش علمي باشد،
يك حركت انقلابي براي سرنگوني يك نظام فكري و حكومتي بر انديشه ي انسان بود
.
انديشه ي روش استقرايي بعد از ترجمه ي آثار دانشمندان اسلامي بويژه
ايرانيان به لاتين مورد توجه قرار گرفت. آزمايشهاي گاليله با تدريس كارهاي خواجه
نصيرالدين طوسي و خيام توسط استاداني چون جان واليس در دانشگاه هاي اروپا همزمان
بود. و همه اينها بعد از ترجمه ي آثار ابن هيثم به لاتين بود
.
فرانسيس بيكن
فيلسوف انگليسى براى اولين بار در كتاب خود با نام ارگانون جديد كه نام آن برگرفته
از كتاب ارسطو با نام ارغنون است، روش هاى تحقيق را مورد بررسى قرار داد و جان
استوارت ميل نيز به دنبال او در كتاب منطق خود بحث درباره شيوه هاى تجربى را بسط
داد. البته برخى بر اين باورند كه سخن از استقرا و منطق عملى را اولين بار روگر
بيكن، (در قرن سيزدهم ميلادى) به كار برد. اما اين گاليله بود كه عملاً با
آزمايشهاي خود روش استقرايي را بكار برد. گاليله تا جايي پيش رفت كه خواست سرعت نور
را اندازه گيري كند. و اين واقعاً يك انقلاب فكري بود كه برتري روش استقرايي را
نسبت به روش قياسي نشان داد
.
انديشه اصلى استقراگرايى بر اين مبناست كه علم
از مشاهده آغاز مى شود و مشاهدات به تعميم ها و پيش بينى ها مى رسد. حال اگر يك
مورد پيدا شود كه با گزاره ي مورد قبول سازگار نباشد، گزاره ي فوق باطل مى شود
.
تفسير استقراگرايان از اين ابطال اين است كه استنتاجات علمى، هيچ گاه به يقين منتهى
نمى شوند اما آنها بر اين باورند كه اينگونه استنتاجات مى توانند درجه بالايى از
احتمال را به بار آورند
.
رايشنباخ مي گويد
:
اصل استقرا داور ارزش
نظريه ها در علوم است و حذف آن از علم به مثابه ي خلع علوم از مسند قضاوت در باره ي
صدق و كذب نظريه هاي علمي است. بدون اين اصل، علم به كدام دليل ميان نظريه هاي علمي
و توصيف هاي شاعرانه فرق خواهد گذاشت؟ ولي دقيق تر اين است كه اصل مجوز استقرا،
معيار سنجش احتمالات خوانده شود
.
مقاومت
جزم انديشي در مقابل نوآوري
هرچند سازمان تفتيش عقيده، كتاب كوپرنيك
را كه مخالف با كتاب مقدس بود، ممنوع اعلام كرد، اما انديشه هاي كوپرنيك اثر شايسته
ي خود را در اذهان دگرانديشان بچا گذاشت. يكي از اين انديشمندان جردانو برونو بود
. وي رياضيدان، متفكر و فيلسوف ايتاليايي قرن شانزدهم بود كه هم استاد كالج دوفرانسپاريس بود وهم استاد دانشگاه اكسفورد در انگلستان بود. او مي گفت : تمام حقايقداراي ذات واحد هستند و خدا با جهان يكي است. همچنين ، به عقيده او روح و ماده يكيهستند و هر جزئي از حقيقت از دو امر مادي و روحي تركيب يافته است كه تجزيه نميشوند. بنابراين وظيفه ي فلسفه عبارت است از مشاهده وحدت در كثرت، روح در ماده وماده در روح و همچنين: مقصود از فلسفه عبارتست از پيدا كردن تركيبي كه در آن تمامتضاد ها و تناقض ها باهم يكي شده اند و همچنان مقصود از فلسفه رسيدن به بالا تريندرجه ي معرفت وحدت كلي است كه مساوي است با عشق به خدا برونو، نظريه ي كوپرنيك راتاييد مي كرد. يعني اين كه : زمين به دور خورشيد مي گردد. نه خورشيد به دور زمين . در كاينات خورشيد ها و منظومه هاي شمسي ديگري وجود دارند. زمين يكي از اجزاي سماوياست مانند ميليونها سياره و ستاره ديگر. برونو از پژوش هاي كوپرنيك نتيجه هاي فلسفينوين گرفت كه با آموزش هاي كليسا ناسازگار بود. بنابراين از طرف ديوان يا دادگاهتفتيش عقايد "انگزيسيون " به عنوان مرتد به محاكمه خوانده شد. او هشت سال شكنجه ورنج زندان را با شكيبايي فراواني سپري كرد ولي چون از عقايد خود دست نكشيد، بالاخرهمحكمه ي تفتيش عقايد او را محكوم كرد كه با راحت ترين و سهل ترين طرق ممكن و بدونخونريزي كشته شود،يعني زنده سوزانده شد.
گفتني است كه ماجراي نفرت انگيز،انگيزيسيون، چند قرن پياپي ادامه داشت و اروپاي مسيحي را به كشتار گاهي تبديل كردكه خلايق را گروه گروه به شكنجه گاه ها و سياهچال ها و شعله هاي آتش و چوبه هاي دارمي سپرد. چراكه پاپ اعظم در مورد مشروعيت اينهمه جنايات هولناك از جانب عيساي مسيحفتواي شرعي صادر كرده بود . جلوه ديگري كه شايد عيساي مسيح از آن بي خبر بود ولي بهنام او و سبب رضا و خشنودي خدا انجام مي گرفت . تنها در دادگاه تفتيش عقايد اسپانياطبق آمار كليسا 31912 تن زنده در آتش سوزانيده شدند اما گاليله (1642 - 1564م ) رياضي دان و فيزيكدان ايتاليايي كه اختر شناس بنامي نيز بود و مخترع يكي از اوليندوربين هاي نجومي، ناگزير شد در هفتاد ساله گي در برابر قضات و داوران انگيزيسيونزانو به زمين بزند، دست بر كتاب مقدس انجيل بگذارد و قسم بخورد كه از عقيده كفرآميز خود صرف نظر و توبه كند. گاليله در 36 سالگي يعني در سال 1600 شاهد به آتشكشيده شدن برونو بود. شايد همين تجربه موجب شد كه توبه كند و از انديشه هاي خود دستبردارد. گاليله اظهار داشته بود كه زمين ساكن نيست و به دور خورشيد مي چرخد، نهخورشيد به دور زمين.
گاليله به وسيله ي آن دوربيني كه اختراع كرده بودمعلوم ساخت كه: كره ماه داراي كوههاي متعدد است و همچنين كهكشان از ستاره گان كوچكتشكيل شده و نيز به جز ستاره گاني كه با چشم مي بينيم ،ستاره گان بيشمار در آسمانوجود دارند و نيز چهار ماه (قمر ) از اقمار مشتري و لكه هاي خورشيد را كه متحركندكشف كرد. گاليله تحت تاثير فرضيه هاي ذيمقراطيس معتقد شد كه هرگونه تغييري در عالمو كاينات مبتني بر رياضي مي باشند. طولي نكشيد كه مطالعات گاليله بر مطالعات كپلراضافه گشت و اين عقيده پيدا شد كه فرضيه ي قديم مبتني بر مركزيت زمين نسبت به جهانمادي صحيح نيست و خورشيد مركز منظومه ي شمسي است منطق اساسي كليسا در رد فرضيه يگاليله اين بود كه در كتاب مقدس تصريح شده بود كه خدا اول زمين را ساخت و بعدخورشيد و ماه را. ماجراي استغفار و توبه ي گاليله نقطه عطف مبارزه مذهب با كسانيبود كه مي خواستند حقيقتي را در خارج از چهار چوب " متون مقدس" جستجو كنند كهطبيعتاً از ديد كليسا كفر مطلق به حساب مي آمد. معروف است كه چون گاليله توبه كردهو از جا برخاست و بيرون رفت، كساني كه در آنجا بودند ديدند كه او با انگشت در رويزمين نوشته است : با اين همه زمين حركت مي كند.
اما در مورد نظريه گرانشنيوتن. اسحاق نيوتن در سال مرگ گاليله يعني 1643 متولد شد. وي فيزيكدان، رياضيدان وفيلسوف انگليسي است كه در دانشگاه كمبريج تحصيل مي كرد و قانون جهاني گرانش را كشفو قوانين اساسي ميكانيك را تنظيم كرد. نيوتن به همان اندازه مورد خشم و مخالفتكليسا قرار گرفت كه گاليله و برونو . چراكه در نظريه ي نيوتن توازن كاينات تابعقانون گرانش شناخته شده بود، در حاليكه اين توازن در كتاب مقدس به خواست خداوندبرپا بود، بدون هيچ قانوني . پس اين نظريه نيز از جانب كليسا تجلي تازه اي ازگمراهي هاي شيطاني تلقي شد و فتوا دادند كه نيوتن عامل شيطان است و كافر و مرتد ولعين. اما نتوانستند به وي گزندي برسانند، زيرا نيوتن در انگلستان و مورد حمايتبود.
-
یک شنبه 8 آذر 1388
5:37 AM
نظرات(0)
نوشته: حسين جوادي
3-2
علم و ايمان
گاليله
-
عامل جدايي علم و دين
مي گويند گاوس، رياضيدان بزرگ آلماني وقتي خبر از
مشاهده سياره هشتم در منظومه شمسي داد، هگل، فيلسوف پرآوازه هموطنش، در اعتراض و
تمسخر پاسخ داد چنين چيزي از محالات است. ساختار منظومه شمسي با هفت سياره به كمال
خود رسيده و وجود سياره هشتم قابل تصور نيست
!
استيلمن دريك ، استاد ممتاز
تاريخ علم در دانشگاه تورنتوي كانادا و نويسنده كتاب مشهور «زندگي نامه علمي
گاليله» معتقد است از آنجا كه فلسفه به مثابه رويكردي به تبيين جهان، به لحاظ ترتيب
زماني ميان دين و علم مي نشيند، پس طبيعي است كه فلسفه در ابتدا دنباله رو دين و
راهبر علم بوده باشد. دريك در بررسي اين اپيزود تراژيك از سرگذشت علم، فرآيند
استقلال فرزند معنوي فلسفه _ يعني علم _ را در كانون تحليل هاي خويش قرار مي دهد
.
او گاليله را سرآغاز اين زايش دردناك مي داند
.
گاليلئو گاليله اي ( 1564 ــ
1942 )
بزرگ ترين فرزند خانواده بود و شش خواهر و برادر داشت. پدرش موسيقيداني
بااستعداد بود. گاليله تحصيلاتش را در مدرسه اي در فلورانس آغاز كرد و سپس به
دانشگاه پيزا رفت. سال ها بعد در يادداشتي نوشت كه از همان ابتداي فراگيري فلسفه
طبيعي ارسطو در اينكه سرعت سقوط اجسام واقعا متناسب با ابعاد آنها باشد، ترديد
داشته است. او ديده بود كه دانه هاي تگرگ با اندازه هاي بسيار متفاوت با آنكه همه
سقوط را تقريبا از يك ارتفاع و همزمان آغاز كرده اند با هم به زمين مي خورند
.
گاليله در جلساتي به اصول اقليدس علاقه مند شد، در نتيجه به رغم خواست پدر براي
اتمام دوره پزشكي، رياضيات و فلسفه خواند و در سال 1585 بي آنكه درجه اي كسب كرده
باشد دانشگاه را رها كرد
.
پس از ترك دانشگاه چند سالي به تدريس خصوصي
رياضيات پرداخت و در 1586 نخستين رساله علمي خود را درباره تعادل هيدروستاتيكي
نوشت. در اواخر سال 1587 روش هوشمندانه و مفيدي براي تعيين مركز ثقل بعضي جامدات
كشف كرد كه از ارشميدس فراتر مي رفت و آوازه گاليله را به خارج از ايتاليا مي
رساند. در سال 1588 آكادمي فلورانس از گاليله دعوت كرد تا درباره محل، ابعاد و
طبقات جهنم، چنان كه در دوزخ دانته آمده بود، براي اعضاي آكادمي سخنراني كند. در
سال 1589 به كرسي استادي رياضيات دانشگاه پيزا دست يافت
.
گاليله تفاوت
اساسي رهيافت ارسطويي با روش خودش را در آخرين كتابش چنين توضيح داده است
:
ارسطو مي گويد كه گلوله اي به وزن صد پوند كه از ارتفاع صد زراع رها شده
باشد قبل از اينكه گلوله اي يك پوندي به اندازه يك زراع سقوط كند به زمين مي رسد
.
من مي گويم كه هر دو گلوله همزمان به زمين مي رسند. شما اگر آزمايش كنيد خواهيد ديد
كه گلوله بزرگ تر در انتهاي مسير فقط دو بند انگشت از گلوله كوچك تر جلو افتاده
است. حالا شما مي خواهيد نود و نه زراع ارسطو را پشت اين دو بند انگشت پنهان كنيد
.
دشمنان نوآوري حتي كوچك ترين اشتباه مرا به خطاي كبيره تعبير مي كنند، چنان
كه گويي آدمي بهتر است هم رنگ جماعت به خطا برود تا آنكه يك تنه راه استدلال درست
را بپيمايد
.
در قبال نظريه كپرنيك به نقل از يكي از دوستانش مي گويد: انجيل
به ما مي گويد كه چگونه به سوي عرش اعلي حركت كنيم نه آنكه عرش اعلي خود چگونه حركت
مي كند
.
گاليله يك پرگار هندسي و نظامي اختراع كرد كه در حل يك مسئله عملي
توپخانه كاربرد داشت و بعدها از آن در حل تقريبي تمام مسائل رياضي عملي قابل تصور
در آن زمان استفاده شد. يك دستگاه گرمان ها نيز ساخت كه در پزشكي به كار برده شد
.
در سال 1603 گاليله چندين مسئله حركت روي سطوح شيبدار را حل كرد و به بررسي شتاب
پرداخت. در 1604 روشي ابداع كرد تا بتواند آهنگ تغيير مسافت را در حركت شتابدار
عملا اندازه بگيرد
.
از زمان قديس آكويناس تا گاليله در حدود 4 قرن دانايي
در اروپا زير سايه ارسطو بود. اگر كسي مي خواست بداند، راهش اين بود كه كتاب هاي
ارسطو را به دقت بخواند، تفسيرهايي را كه بر آثار ارسطو نوشته شده بود مطالعه كند
تا منظور او را در بندهاي دشوار بفهمد. فلسفه و دانش يكي بودند. ارسطو در آثار
متعددي به فلسفه طبيعي (فيزيك) پرداخته، اما اصول علوم فيزيكي را در كتاب، مابعد
الطبيعه (متافيزيك) بيان كرده بود. هدف اصلي فلسفه ارسطو تعمق در علل پديده ها و پي
بردن به منظور غايي از همه رويدادهاي طبيعت است. انواع علت ها عبارتند از ماده،
صورت، فاعل و غايب. در كيهان شناسي ارسطو بر آن بود كه وراي عناصر در بعد كه
تغييرپذيرند، جوهر پنجمي هست كه تغييرناپذير است. كيهان شناسي ارسطويي در مقابل
نجوم بطلميوسي تاب آورد و دچار تغييري نشد اما در مواجهه با نجوم كپرنيكي- كه خود
زمين را در حركت مي دانست- نتوانست دوام بياورد
.
سپس در تاريخ فرهنگ اروپا
سه متفكر سرشناس ظهور كردند كه فلسفه طبيعي ارسطو را بي حاصل اعلام كردند؛ فرانسيس
بيكن در انگلستان، گاليله در ايتاليا و رنه دكارت در فرانسه. ارسطو دانش را به علمي
و عملي يا اپيستمه و تخنه تقسيم مي كرد. انقلاب علمي به طور عمده عبارت بود از
زدودن اين وجوه تمايز و پيوند ميان آنها، در واقع جست وجوي قوانين به جاي جست وجوي
علت ها. گاليله درباره آينده فلسفه نوشته است: خود فلسفه به يقين از مجادلات ما
منتفع خواهد شد، زيرا اگر معلوم شود تصورات ما درست بوده اند، موفقيت هاي جديدي
حاصل خواهد شد و اگر غلط باشند، ابطال آنها به معني تأييد بيشتري بر نظريه هاي قبلي
است. پس نگراني خود را براي بعضي فلاسفه نگه داريد؛ به كمكشان بياييد و از آن دفاع
كنيد. و اما علم، هيچ راهي جز پيشرفت ندارد
.
گاليله هم مانند بيكن و دكارت
در آرزوي فلسفه جديدي بود كه بتواند جاي سخن پردازي هاي مكتب ارسطو را بگيرد، اما
برخلاف آن دو اين نوع فلسفه در نظر او متعلق به آينده اي دور بود. نخستين نشانه هاي
علم در قرن شانزدهم بيرون از دانشگاه ها ظاهر شد. فلسفه طبيعت از پيش به شدت سازمان
يافته و كامل بود و هر تغييري در آن به تغيير ما بعدالطبيعه مي انجاميد و بر باقي
فلسفه تأثير مي گذاشت. به اين ترتيب علم اصولا اگر قرار بود پيشرفتي حاصل كند
بايستي مستقل از فلسفه پيش مي رفت
.
در اكتبر 1604 يك ابرنواختر در آسمان شب
پديدار شد. بنابه اصول بنيادي ارسطو وقوع هيچ تغييري در آسمان هرگز ممكن نبود، چون
همه چيز هاي آن از ماده تغيير ناپذيري به نام اتر ساخته شده است. گاليله سه سخنراني
عمومي درباره ستاره جديد برگزار كرد و نشان داد كه جاي اين ستاره بايد در آسمان
باشد. يعني كه ارسطو به كلي در اشتباه بوده است. امروزه فهميدنش سخت است كه روزگاري
اگر يك رياضيدان محض مي توانست ثابت كند كه آسمان واقعا تغيير مي كند چه تيشه اي به
ريشه فلسفه طبيعي زده بود
!
كرمونيني به نمايندگي از طرف فلاسفه اعلام كرد
كه قواعد معمولي اندازه گيري در روي زمين را نمي شود در مورد فواصل بسيار دور به
كار برد. گاليله در پاسخ گفت براي رياضيدان فرقي نمي كند كه چيزي كه مشاهده مي شود
جوهر پنجم باشد يا پوره سيب زميني، چون ماهيت اين چيز را فاصله اش تغيير نمي دهد
.
در سال 1609 ابزاري در هلند اختراع شد كه اجسام دور دست را نزديك نشان مي
داد. گاليله سرانجام توانست تلسكوپي بسازد كه اجسام را بيست بار جلوتر مي آورد. در
حاليكه فيلسوفان طبيعت افلاك را بي نقص مي دانستند و بر كرويت كامل اجرام آسماني
اصرار داشتند، گاليله در شب هايي كه آسمان صاف بود چيزهايي در ماه ديد كه آنها را
به درستي كوه ها و گودال هاي آتشفشاني تعبير كرد. يك سال بعد نيز چهار قمر كشف كرد
كه به دور مشتري مي گشتند و اين ناقض تصور فيلسوفان طبيعت بود كه مي گفتند زمين
مركز تمام حركات آسماني است. در رم پدركلاويوس اظهار كرد كه به عقيده او همه چيز
هاي جديدي كه ديده شده اند در عدسي ها بودند نه در آسمان. دليلي ندارد چيزي كه در
شيشه هاي خميده ديده مي شود در جايي جز در خود آن عدسي ها وجود داشته باشد. چون اگر
عدسي ها را از مقابل چشم برداريم آن چيز هم ناپديد مي شود. اما كرمونيني هرگز
نپذيرفت كه با تلسكوپ به آسمان نگاه كند. از نتايج آزمايش هاي اپتيك گاليله معلوم
مي شد كه اگر ماه كره كامل باشد بازتاب نور خورشيد از آن را فقط به صورت يك نقطه
روشن مي ديديم
.
گاليله كوه هايي را در ماه اندازه گرفته بود كه ارتفاعشان
به چهار مايل هم مي رسيد. اما فلاسفه ديني براي آن كه برسر حرف خود مبني بر كرويت و
هموار بودن سطح ماه بمانند اظهار كرده بودند كه سطح ماه پوشيده از بلور شفافي است
كه گاليله كوه ها را در زير آن ديده و به غلط گمان كرده است كه روي آنند. بدين
ترتيب روش گاليله در شكل گيري فيزيك امروزي اهميت اساسي داشت و هماني بود كه موجب
شد علم و دين سرانجام راه هايشان را از هم جدا كنند
.
گاليله تحقيقات خود را
ادامه داد و رساله اى تحقيقى نوشت كه در آن به اين نتيجه رسيده بود كه كهكشان راه
شيرى متشكل از بسيارى ستاره است كه زمين نيز در آن مجموعه قرار دارد. تا اين جاى
اين كشف مشكل شرعى براى كليسا وجود نداشت چون هنوز نظر اصلى اين بود كه زمين مركز
دنياست و همه ستاره ها دور زمين مى گردند و به همين لحاظ محبوبيت گاليله در سراسر
اروپا گسترش يافت بدون اينكه كليسا با او دشمن باشد. در 1611 گاليله به رم رفت و
نتيجه تحقيقات او مورد تاييد قرار گرفت و از او تقدير
شد. در همان زمان گاليله با
كاردينال مافيو باربرينى آشنا شد كه در پرونده گاليله از حاميان اصلى او بود. در
همان جلسه و در ميهمانى شامى كه به افتخار گاليله برپا شده بود يكى از نجيب زادگان
از نظريات گاليله و تعاليم انجيل و كليساى كاتوليك پرسيد و گاليله در جواب گفت
:
شايد انجيل بگويد كه انسان چگونه به بهشت مى رود، اما جوابى ندارد كه بگويد بهشت به
كجا مى رود. همين مسئله و صحبت هايى كه از او در بيرون درز كرد باعث شد تا گاليله
با كليسا سرشاخ شود. در جلسه دادگاه كه به جرم ارتداد برگزار شده بود، گاليله پس از
درخواست بخشش با پاى خود بر زمين زد و گفت: اما من مى دانم كه تو مى چرخى! دو باره
گاليله به رم احضار شد تا درباره نظريات كوپرنيك صحبت كند و به دادگاه پاسخگو باشد
.
جرم بزرگ او به دو اتهام بازمى گشت
:
زمين به دور خورشيد مى گردد
و
اينكه زمين دور خود نيز مى چرخد
.
هر دو مخالف با گفته كليسا بود. باربرينى
در همان زمان به مقام پاپ رسيد و گاليله پيش او مى رفت و با او از كشفيات خود سخن
مى گفت بدون اينكه كوچك ترين اشاره اى به مطالعات و نظريات كوپرنيك داشته باشد. در
همان زمان و در نتيجه كار كميته تحقيق كليسا گاليله از نوشتن درباره يافته هاى علمى
خود ممنوع شد. در 1633 او را به رم فراخواندند تا در دادگاه نهايى خود شركت كند. در
ابتداى محكمه به او گفتند كه تا آخر عمر حق تدريس ندارد اما گاليله دو نامه از
دوستان كشيش خود داشت كه با نظريات او موافق بودند. از آنجايى كه هر دو كشيش از
دنيا رفته بودند دادگاه نامه ها را فاقد اعتبار دانست. نتيجه نهايى دادگاه اين بود
كه گاليله به حبس ابد محكوم شده و روانه زندان شود. پس از آن گاليله يك دور شكنجه
شد تا مامورين تحقيق مطمئن شوند كه او حرف خود را درباره حركت زمين به دور خورشيد و
چرخش زمين را پس گرفته است. به دليل كهولت سن او را به زندان نفرستاده و در منزل
مسكونى خود او را زندانى كردند. هر چه درخواست كرد كه پزشك يا دارو به او داده شود
مخالفت شد حتى كشيش و كاردينال آرچترى كه از دوستان گاليله بودند، پادرميانى كردند
اما تغييرى حاصل نشد.گاليله در حين دست و پازدن با بيمارى درگذشت. در سال 1998 و پس
از گذشت حدود 400 سال واتيكان حكم بخشش گاليله را صادر كرد تا روح او از سرگردانى
آزاد شده و راهى بهشت شود
.
-
یک شنبه 8 آذر 1388
5:35 AM
نظرات(0)
نوشته: حسين جوادي
مدت و زمان
تصور زمان با تصور حركت ارتباط دارد . ولي
ما بايد تمايزي ميان زمان و مدت قائل شويم . مدت حالتي از شيء به لحاظ دوام وجود آن
اعتبار ميشود . ولي زمان كه به عنوان مقدار حركت وصف ميشود از مدت به معناي عام
متمايز است . " ولي براي اينكه مدت همه اشياء را تحت ضابطه و ملاك واحدي ادراك كنيم
,
معمولاً مدت آنها را با مدت بزرگترين و منظم ترين حركات , يعني حركاتي كه علت
پيدايش سالها و روزهاست , مقايسه مي كنيم , و از اينها به زمان تعبير مي كنيم
.
بنابراين زمان چيزي را به مفهوم مدت , به معناي عام , اضافه نميكند , بلكه به نحوه
اي از فكر يا اعتبار ذهن است " . بنابر اين دكارت ميتواند بگويد كه زمان فقط نحوه
اي از فكر يا اعتبار ذهن است و يا , چنانكه در " اصول " مي آيد , " فقط نحوه اي از
اعتبار اين مدت است . " اشياء مدت يا دوام دارند , ولي مي توانيم به وسيله مقايسه
اي اين مدت ها را در ذهن اعتبار كنيم و در آن صورت ما تصور زمان را داريم , كه
مقدار مشترك مدتهاي مختلف است
.
پس در عالم مادي جوهر جسماني را داريم , كه
آن را امتداد حركت مي دانيم , اما چنانكه قبلاً ملاحظه شد , اگر نظريه هندسي جوهر
جسماني را في نفسه اعتبار كنيم , به تصور يك عالم ايستا ميرسيم . زيرا تصور امتداد
في نفسه مستلزم تصور حركت نيست . بنابراين , حركت بالضروره به عنوان امري زائد بر
جوهر جسم مينمايد . و در واقع حركت در نظر دكارت حالتي از جسم است . بنابراين
,
بايد درباره منشا حركت تحقيق كرد . و در اين مرحله , دكارت تصور خداوند و فاعليت
الهي را به ميان ميكشد . زيرا خداوند اولين علت حركت در عالم است . به علاوه , او
مقدار متساوي و ثابتي از حركت را در عالم حفظ مي كند , به نحوي كه هر چند نقل و
انتقالي در حركت واقع مي شود , مقدار كلي آن ثابت باقي مي ماند . " به نظر من واضح
است كه كسي غير از خداوند نيست كه با قدرت كامله خويش ماده را با حركت و سكون اجزاي
آن خلق كرده باشد , و با مشيت بالغه خويش هم اكنون در عالم همان قدر حركت و سكوني
را كه به هنگام خلق آن ايجاد كرده بود , حفظ كند . زيرا هر چند حركت فقط حالتي از
احوال ماده متحرك است , با وجود اين ماده مقدار خاصي از حركت را كه هرگز قابل زيادت
و نقصان نيست حفظ مي كند , ولو اينكه در برخي از اجزاء آن گاهي حركت بيشتر و گاهي
حركت كمتري وجود دارد . . . " . ميتوان گفت كه خداوند عالم را با مقدار معيني از
نيرو آفريده است , و كل مقدار نيرو در عالم , با آنكه مستمراً از جسمي به جسم ديگر
منتقل مي شود , ثابت مي ماند . در نهايت نبايد از نظردور داشت كه دكارت در صدد است
كه بقاي مقدار حركت را از مقدمات مابعدالطبيعي , يعني , از ملاحظه كمالات الهي
,
استنتاج كند
.
3-5
آيزاك نيوتن
نيوتن
در سال 1687 م. "اصول رياضين فلسفهي طبيعي" را به نگارش درآورد. در اين كتاب او
مفهوم گرانش عمومي را مطرح ساخت و با تشريح قوانين حركت اجسام، علم مكانيك كلاسيك
را پايه گذاشت. نيوتن همچنين در افتخار تكميل حساب ديفرانسيل با ويلهلم گوتفريد
لايب نيتز رياضيدان آلماني شريك است. نام نيوتن با انقلاب علمي در اروپا و ارتقاء
تئوري خورشيد- مركزي
(heliocentrism)
پيوند خورده
است. او نخستين كسي است كه
قواعد طبيعي حاكم بر گردشهاي زميني و آسماني را كشف كرد. وي همچنين توانست براي
اثبات قوانين حركت سيارات كپلر برهان
هاي رياضي بيابد. در جهت بسط قوانين نامبرده،
او اين جستار را مطرح كرد كه مدار اجرام آسماني ( مانند ستارگان دنباله دار) لزوما
بيضوي نيست بلكه مي تواند هذلولي يا شلجمي نيز باشد. افزون بر اينها، نيوتن پس از
آزمايش
هاي دقيق دريافت كه نور سفيد تركيبي است از تمام رنگ هاي موجود در
رنگينكمان. در آن دوران دروس دانشكده عموما بر پايه
ي آموزههاي ارسطو تنظيم مي
شد
ولي نيوتن ترجيح مي
داد كه با انديشه
هاي مترقي
تر فيلسوفان نوگرايي چون دكارت،
گاليله، كپرنيك و كپلر آشنا شود. در 1665 م. او موفق به كشف قضيهي دو جملهاي در
جبر شد. يافته
اي كه بعدها به ابداع حساب ديفرانسيل انجاميد
.
در سال 1684
م. نيوتن كه مطالعات خود را دربارهي گرانش و چگونگي حركت سيارات كامل كرده بود،
رساله اي در اين مورد نوشت كه بسيار مورد توجه ادموند هالي منجم معروف انگليسي قرار
گرفت. با تشويق و پيگيري او سرانجام نيوتن كتابش را تكميل و با سرمايه هالي منتشر
كرد
.
كتاب
(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)
اصول رياضي
فلسفهي طبيعي بر جهان علم بويژه فيزيك تأثيري عظيم گذاشت و بعضي آن را بزرگترين
كتاب علمي تاريخ دانسته
اند
.
كپلر نتوانسته بود توضيح دهد كه چرا مدار
سيارهها بيضي است و چه نيرويي آنها را به حركت در ميآورد. همچنين مشخص نبود كه به
چه علت سرعت مداري سيارات وقتي به خورشيد نزديكتر مي شوند، افزايش مييابد.نيوتن در
كتاب اصول رياضي فلسفه طبيعي به تمامي اين پرسش ها پاسخ گفت. او ثابت كرد كه نيروي
كشش ميان اجسام آسماني، طبق قانون " عكس مربع" عمل مي
كند يعني مقدار نيروي گرانش
ميان خورشيد و يك سياره برابر است با عكس مجذور فاصله ميان آن دو. او با تحليل
رياضي نشان داد كه قانون عكس مربع به ناگزير مسير حركت سياره ها را بيضي مي
سازد
.
آنگاه او گام بلند ديگري برداشت و قانون گرانش عمومي را وضع كرد كه به موجب آن هر
جسمي در عالم به هر جسم ديگري نيروي كششي وارد مي
كند و مقدار اين نيرو با رابطه
ي
نامبرده محاسبهپذير است. در بخش ديگري از كتاب اصول رياضي فلسفه طبيعي، نيوتن
چگونگي جنبش اجسام را در قالب سه قانون توصيف كرده است. ارسطو بر اين باور بود كه
اجسام در حالت طبيعي ساكن هستند و براي اينكه يك جسم با سرعت يكنواخت به حركت خود
ادامه دهد، بايد پيوسته نيرويي بر آن وارد شود در غيراين صورت به حالت «طبيعي» خود
برميگردد و ساكن ميشود. اما نيوتن با بهرهگيري از پژوهشهاي گاليله به اين پندار
درست رسيد كه اگر جسمي با سرعت يكنواخت به حركت درآيد و نيرويي بيروني به آن وارد
نشود تا ابد با شتاب صفر به حركت خود ادامه خواهد داد. اين ويژگي را نيوتن در
نخستين قانون حركت خود چنين بيان ميكند
.
قانون يكم: هر جسم كه در حال سكون
يا حركت يكنواخت در راستاي خط مستقيم باشد، به همان حالت ميماند مگر آنكه در اثر
نيروهاي بيروني ناچار به تغيير آن حالت شود
.
دومين قانون به اين پرسش پاسخ
ميدهد كه اگر بر يك جسم نيروي خارجي وارد شود، حركت آن چگونه خواهد بود
.
قانون دوم: آهنگ تغيير اندازهي حركت يك جسم، متناسب با نيروي برآيندِ وارد
بر آن جسم است و در جهت نيرو قرار دارد. فرمولي كه از اين قانون برميآيد
(F=ma)
به
معادله بنيادين مكانيك كلاسيك معروف است كه مطابق آن، شتاب يك جسم برابر است با
نيروهاي خالص وارده تقسيم بر جرم جسم
.
سومين قانون ميگويد كه هرگاه جسمي
به جسم ديگري نيرو وارد كند، جسم دوم نيز نيرويي به همان بزرگي ولي در سوي مخالف بر
جسم اول وارد ميكند و برآيند كنش همزمان اين دو نيرو باعث حركت شتابدار ميشود
.
قانون سوم: براي هر كنشي همواره يك واكنش برابر ناهمسو وجود دارد
.
مجموعهي قوانين سهگانهي حركت و قانون گرانش عمومي، اساس و شالودهي
فناوري مدرن هستند و با وجود پيدايش فرضيه هاي تازهتر از اهميت آن كاسته نشده است
.
در كنار فعاليت
هاي علمي معمول، نيوتن از مسؤوليت
هاي سياسي نيز رويگردان نبود. او
در سال هاي1689، 1701 و 1702 م. به نمايندگي مجلس برگزيده شد. اگر چه تنها جمله
اي
كه در طول اين سه سال در صحن مجلس بر زبان آورد، تقاضاي بستن پنجرهها بود
!
از سال 1703 م. تا آخر عمر نيوتن رئيس انجمن سلطنتي بريتانيا و همچنين يكي
از اعضاي فرهنگستان علوم فرانسه بود
.
4-5
پيش زمينه
تاريخي قانون جهاني گرانش نيوتن
بعد از ارائه ي قوانين كپلر و
كشفيات پر اهميت گاليله، رياضيدانان و فيزيكدانان علاقه زيادي به موضوع هاي اختر
شناسي پيدا كردند. در اين زمينه نظريه هاي مختلفي داده شد. رابرت هوك و ادموند هالي
به نظر باقي بودند كه نيرويي كه سياره ها را بطرف خورشيد مي كشد، آنها را در مدار
خود نگاه مي دارد. از اين گذشته آنها گمان مي كردند كه اين نيرو بايد با دور شدن از
خورشيد و به نسبت مربع فاصله ضعيف شوند. كپلر نيز وجود اين نيرو را قبول داشت و
تصور مي كرد كه اين نيرو به نسبت فاصله ضعيف مي شود. بنابراين داستان افتادان سيب و
توجه نيوتن به گرانش نه تنها واقعي نيست، بلكه شناختن روند تكامل علم را مختل مي
كند. حتي 50 سال قبل ازنيوتن گاليله به شتاب گرانش توجه داشت و آن را بيان كرده
بود. اما امتياز نيوتن در اين بود كه اثر همه ي نيروها را تحت قانون كلي توضيح داد
و بصورت راضي بيان كرد. علاوه بر آن نيوتن با يك فرض اساسي كه قبل از وي به آن توجه
نشده بود توانست قانون جهاني گرانش را فرمول بندي كند. وي فرض كرد كه جسمي كروي كه
چكالي آن در هر نقطه به فاصله آن تا مركز كره بستگي دارد، يك ذره ي خارجي را طوري
جذب مي كند كه گويي همه جرم آن در مركز متمركز شده است. اين قضيه توجيه وي را از
قوانين حركت سيارات كامل كرد، زيرا انحراف جزئي خورشيد از كرويت واقعي در اينجا
قابل صرف نظر كردن است. پس از آنكه نيوتند قانون جهاني گرانش را مطرح كرد، رابرت
هوك ادعا كرد كه نيوتن كشف قانون گرانش وي را دزديده و به نام خود ارائه داده است
.
به همين دليل مشاجره شديدي بين نيوتن و هوك در گرفت كه موجب رنجش و حتي بيماري
نيوتن گرديد
.
-
یک شنبه 8 آذر 1388
5:34 AM
نظرات(0)
مفاهيم و قوانين مكانيك نيوتني
5-5 قانون اول نيوتن
-
یک شنبه 8 آذر 1388
5:34 AM
نظرات(0)
تلويزيون ، يخچال و ساير لوازم برقي منزلتان را تصور كنيد كه نيروي خود را از انرژي توليد شده از لرزش پنجره و ديواره هاي ساختمان مسكوني شما مي گيرد. فكر مي كنيد چنين چيزي تا چه حد عملي باشد؟ ماسايوكي ميازاكي كه يكي از محققان آزمايشگاه مركزي توكيوست ، براي رسيدن به چنين هدفي تلاشهاي فراواني كرده است. او بتازگي توانسته است يك ژنراتور در حال حاضر خيلي كوچك بسازد كه مي تواند حركات ساختمان ها را به الكتريسيته تبديل كند و نيروي راه انداختن يك سنسور حرارتي يا نوري را كه يك بار در هر ساعت كار مي كند؛ تامين نمايد. گرچه خروجي اين ژنراتور بسيار كوچك و فقط در حد 10ميكرووات است ؛ اما دانشمندان آينده اي خوب را براي آن پيش بيني مي كنند و اميدوارند كه در دهه هاي آينده ، اين ژنراتور بتواند بازدهي خوبي داشته باشد. درست همانند برخي از ساعتهاي مچي كه نيروي خود را از حركات اتفاقي دست يك شخص مي گيرند، اين وسايل نيز انرژي خود را از حركات اتفاقي ديگر چيزها كسب مي كنند يك باطري آبي در يك تلاش ديگر از اين دست لاري كاستيوك از دانشگاه آلبرتاي كانادا در حال كار روي يك نوع باتري است كه نيروي خود را از آب مي گيرد، يعني توليد الكتريسيته به طور مستقيم از آب ، اما در مقياس بسيار كوچك. در حال حاضر نيز واژه اي با نام هيدروالكتريسيته يا همان برق آبي وجود دارد و بيشتر افراد نيز با آن آشنا هستند. وي آب را تحت فشار قرار مي دهد و آنها را از كانال هاي ميكروسكوپي و بسيار بسيار ريز كه درون يك لوله شيشه اي قرار دارند، رد مي كند و به اين ترتيب مستقيما برق را از آب مي گيرد. با عبور آب از سطح كانال ها، يونهاي آب به سطوح جامد ماليده مي شوند و شارژ الكتريكي شده و به كمك الكترودهايي كه در انتهاي هر يك از كانال ها قرار مي گيرند، انرژي الكتريكي استخراج مي شود.
لرزش ديوارها هم برق توليد مي كند
به طوري كه بتوان سيستم هاي رايانه اي بدون باتري را به كمك آن راه اندازي كرد.
كار ميازاكي در واقع قسمتي از يك جنبش رو به رشد ميان دانشمندان است كه هدف آن يافتن ، خلق كردن و كسب منابع انرژي جايگزين ولو در مقادير كوچك ، يعني بسيار كمتر از يك وات است. اين دانشمندان اميدوارند كه بتوانند انرژي را از هر چيزي ، از لرزش ديوارها و پنجره ها گرفته تا حركات هوا و بدن انسان ها برداشت كنند.
در حالي كه منابع جايگزين انرژي به تنهايي نخواهند توانست الكتريسيته بيشتري را توليد كنند؛ اما مي توانند وسايل كوچكي از قبيل تراشه هاي رايانه اي ، شبكه هاي حسگر بي سيم و يا تلفنهاي همراه را به راه اندازند. ايده اين كار نيز بسيار ساده است.
در هيدروالكتريسيته ، آب از ارتفاعي به پايين مي ريزد و توربين ها را چرخانده و به اين ترتيب الكتريسيته توليد مي كند؛ اما روشي اين دانشمند باارزش كه ذكر شد، كاملا فرق دارد.
گرچه جريان توليد شده در اين روش نيز بسيار كم و در حد 4 ميكرووات است ؛ اما اگر ميليون ها كانال با خصوصيات ذكر شده به يكديگر ملحق شوند، مي توان خروجي را افزايش داد و به اين ترتيب نيروي كافي خلق يك باتري آبي را به دست آورد.
-
یک شنبه 8 آذر 1388
5:33 AM
نظرات(0)
ميدانيم كه هر ماده از تعداد بسيار اتم تشكيل شده است كه هر اتم
نيز از سه قسمت 1-نوترون 2- پروتن 3-الكترون تشكليل شده است تعداد الكترونها با
تعداد پروتنها در حالت عادي (خنثي) برابر است الكترون داراي بار منفي و پروتن داراي
بار مثبت ميباشند كه الكترونها به دور(( پروتن و نوترون )) (هسته اتم) با سرعت
بسيار زيادي ميچرخند در اثر اين چرخش نيروي گريز از مركزي بوجود مي آيد كه مقدار
اين نيرو با مقدار نيروي جاذبه بين الكترونها و هسته برابر است پس اين برابري نيرو
الكترونها را در حالت تعادل نگه ميدارد و نميگذارد كه از هسته دور شوند
.
يك سيم مسي هم داراي تعداد زيادي اتم و در نتيجه الكترون است هر گاه ما
بتوانيم توسط يك نيرويي الكترونهاي در حال چرخش به دور هسته را از مدار خود خارج
كنيم و در يك جهت معين به حركت در آوريم جريان الكتريكي برقرار ميشود
.
پس
اين نكته را دريافتيم كه جريان برق چيزي جز حركت الكترونها نيست البته اين حركت
بصورت انتقالي انجام ميشود يعني يك اتم تعدادي الكترون به اتم كناري خود ميدهد و
اتم كناري نيز به همين ترتيب تعدادي الكترون به اتم بعدي ميدهد و بدين صورت جريان
برقرار ميشود. پس هر گاه كه ميگوئيم جريان برق كم يا زياد است يعني تعداد
الكترونهايي كه در مسير سيم در حال حركت هستند كم يا زياد است
.
نيروهايي
كه باعث جدا شدن الكترون از هسته ميشوند
:
1-
نيروي
مغناطيسي خارجي
هرگاه يك سيم را در يك ميدان مغناطيسي حركت دهيم
نيروي اين ميدان باعث حركت الكترونهاي سيم ميشود
.
2-
ضربه
فرض كنيد يك اتوبوس كنار خيابان ايستاده و تمام مسافران آن
محكم روي صندليها نشستند بعد يك اتومبيل ديگر با سرعت زياد به جلوي اين اتوبوس
برخورد ميكند حال اتوبوس با سرعت به عقب پرتاب ميشود و مسافران كه در آنها اينرسي
سكون ذخيره شده تمايل دارند كه به همان حالت سكون باقي بمانند در نتيجه اتوبوس به
عقب رفته ولي مسافران در همان نقطه مكاني باقي ميمانند در نتيجه مسافران از
صندليهاي خود جدا شده و از شيشه اتوبوس به بيرون پرتاب ميشوند پس اين نيروي ضربه
بود كه مسافران را از اتوبوس جدا كرد به همين صورت نيز ضربه ميتواند الكترونها را
از مدار خود خارج كند. نمونه اين توليد برق در فندكها
.
3-
انرژي خورشيدي
انرژي خورشيدي نيز داراي نيرويي است
كه قادر است الكترونها را از مدار خود جدا كند
.
4-
حرارت و
...
ميدانيم كه حرارت باعث ميشود كه جنبش
ملكولي اجسام زياد شود در اثر اين جنبش تعداد زيادي ملكول به شدت با هم برخورد
ميكنند كه همان نيروي ضربه را بوجود مي آوردند و باعث جدا شدن الكترون از اتم
ميشوند
.
نكته : يك سيم مانند دالاني ميماند كه در يك دوره زماني مشخص
تعداد معيني از افراد ميتوانند از آن عبور كنند يعني براي اينكه در دوره زماني مشخص
مثلا در 1 دقيقه افراد بيشتري بتوانند از اين دالان عبور كنند بايد سرعت حركت آنها
بيشتر شود در نتيجه در اثر برخورد با هم و با ديواره دالان باعث ايجاد اصطكاك و
گرما ميشوند براي سيم نيز چنين اتفاقي مي افتد يعني اگر بخواهيم تعداد الكترونهاي
در حال حركت را افزايش دهيم (جريان را افزايش دهيم ) سرعت حركت الكترونها و نيز
تعداد الكترونهايي كه همراه با هم از مقطع سيم عبور ميكنند افزايش مي يابد در نتيجه
اصطكاك افزايش يافته و توليد گرما ميكند كه اگر جريان بيش از حد مجاز خود از سيم
عبور كند گرماي توليد شده باعث ذوب شدن سيم ميشود (سيم ميسوزد
).
برداشت كلي
از اين قسمت : حركت الكترونها در يك هادي (سيم) را جريان الكتريكي گويند
.
تا اينجا معني جريان را فهميديم اما در مورد ولتاژ چه بايد گفت ؟
آيا يك منبع كه ولتاژش بيشتر باشد برق بيشتري توليد ميكند يا منبعي كه
جريانش بيشتر باشد ؟
هر گاه يك اتم الكترنهايش را از دست دهد بار منفي آن
كم ميشود و اصطلاحاً ميگوئيم بار دار مثبت شده است ميدانيم كه بين بار مثبت و منفي
نيروي جاذبه وجود دارد و نيروي جاذبه يك عدد الكترون با نيروي جاذبه يك عدد پروتن
برابر است به همين جهت است كه در اتم هر پروتن براي خود يك الكترون اختيار ميكند تا
اينكه بار الكتريكي اتم خنثي شود در حالت عادي تمام اتمهاي يك سيم از نظر بار
الكتريكي خنثي هستند وقتي ما توسط نيروي خارجي الكترونهاي اتمهاي سيم را جدا ميكنيم
و آنها را به يك سمت هدايت ميكنيم آن طرف سيم كه الكترونها به آنجا هدايت شده اند
داراي زيادي الكترون است پس بارش منفي ميشود و طرف ديگر كه كمبود الكترون دارد بارش
مثبت ميشود در نتيجه بين دوسر سيم يك اختلاف بوجود مي آيد اين اختلاف بصورت انرژي
پتانسيل در دو سر سيم ذخيره ميشود تا زمانيكه راهي براي خنثي شدنش پيدا كند پس در
اين حالت هيچ گونه جرياني در سيم و جود ندارد و فقط يك انرژي پتانسيل دو سر سيم
ذخيره شده است كه به اين نيروي پتانسيل ولتاژ الكتريكي گوييم حال چنانچه نيروي
خارجي را قطع كنيم الكترونها به سرعت به جاي قبلي خود برميگردند و در يك لحظه چريان
برقرار ميشود پس متوجه شديم تا زمانيكه نيروي خارجي وجود دارد نميگذارد كه
الكترونها از مسير همان سيم به جاي خود برگردند پس بايد راه ديگري پيدا كنند براي
همين اگر توسط يك سيم ديگر كه ميدان خارجي آن را تحت تاثير خود قرار نداده باشد دو
سر سيم قبلي را به هم وصل كنيم الكترونها راهي براي حركت به سمت مكان كمبود الكترون
پيدا ميكنند در نتيجه جريان در سيم برقرار ميشود
.
پس نتيجه گرفتيم كه در
يك مدار الكتريكي كار اصلي را جريان انجام ميدهد و ولتاژ فقط يك نيروي ذخيره شده
است كه باعث به حركت در آوردن الكترونها ميشود
.
فرض كنيد دو ليوان داريم كه يكي پر و ديگري نصفه است ليوانها را
در كنار هم قرار ميدهيم ميدانيم كه بين اين دوليوان اختلاف مقدار آب وجود دارد
همانگونه كه بين دو سر سيم اختلاف مقدار الكترون وجود داشت اگر اين ليوانها چندين
ساعت هم در كنار هم قرار بگيرند هيچ اتفاقي نمي افتد اما چنانچه توسط يك لوله ته دو
ليوان را به هم وصل كنيم آب از طرف ليوان پر تر به سمت ليوان نصفه حركت ميكند تا
زمانيكه سطح آب درون دو ليوان به يك اندازه شود . پس در اينجا اختلاف آب است كه
باعث حركت ميشود و در آنجا اختلاف الكترون (اختلاف پتانسيل) كه اين اختلاف پتانسيل
خود داراي مقدار است كه به آن مقدار ولتاژ ميگوئيم
.
-
یک شنبه 8 آذر 1388
5:32 AM
نظرات(0)
انرژى پايان ناپذير
نگين كرويى
نيروگاه هاى توليد
الكتريسيته در اعماق آب درياها با استفاده از قدرت جزر و مد مى توانند كمكى براى
مسئله انرژى جامعه بشرى باشند. نخستين پروژه از اين نمونه با يك سيستم نوين، در حال
حاضر مشغول به كار است
.
پره هاى 11 مترى يك توربين زير آبى به آرامى و بدون
سر و صدا در حال گردشند. اين نخستين پروژه توليد الكتريسيته از نيروى جزر و مد در
عمق درياست كه به شيوه اى نوين به كار گرفته شده است. توربين هاى توليد انرژى، كه
در عمق 20 مترى در فاصله 2 كيلومترى ساحل «دوون» واقع در جنوب غربى انگليس كار مى
كنند حاصل 4 سال تلاش مهندسان و كارشناسان دانشگاه كاسل آلمان است. اين تنها نيروى
جزر و مد است كه پروانه هاى عظيم اين توربين هاى زيرآبى، با نام «جريان دريايى» را
به چرخش درمى آورد. اين توربين ها، برخلاف توربين هاى بادى كه وابسته به شرايط آب و
هوايى هستند مى توانند در اعماق دريا و به دور از تغيير و تحولات جوى به طور دائم
به كار خود ادامه داده و به توليد الكتريسيته بپردازند
.
در واقع، اينجا،
صحبت از يك منبع انرژى پايان ناپذير است. البته بايد خاطرنشان شد كه استفاده از اين
نيرو، ايده جديدى نيست. در قرن يازدهم ميلادى نيز آسيابان هاى سواحل ولز، سنگ هاى
آسياب خود را با كمك نيروى جزر و مد به كار مى انداختند و بر همين اساس هم يك
نيروگاه بهره بردارى از قدرت جزر و مد در «سانت متلو»ى فرانسه از 35 سال پيش تاكنون
به كار مشغول است. اما از اين روش، تنها در شمار اندكى از سواحل جهان مى توان
استفاده كرد. يعنى در سواحلى كه تفاوت ارتفاع سطح آب، در حين جزر و مد بيش از چندين
متر است
.
توربين موسوم به «جريان دريايى» نيز، از اين تفاوت ارتفاع استفاده
مى كند. اما كار اين توربين، بر اصل ديگرى استوار است. اين چرخ آسياب زير دريايى،
مانند نمونه هايى كه قبلاً از آنها ياد كرديم از نيروهاى عمودى بالا و پائين رفتن
سطح آب استفاده نمى كند بلكه از جريان هاى افقى اى بهره مى گيرد كه بر اثر جزر و مد
به وجود مى آيند. به همين دليل اين توربين جديد مى تواند در مكان هاى ديگر با ميزان
كمتر جزر و مد نيز به كار گرفته شود
.
از مزيت هاى ديگر اين توربين ها مى
توان به اين نكته اشاره كرد كه براى به حركت درآوردن اين توربين ها نيروى زيادى
لازم نبوده و اين توربين ها قادرند با سرعت هاى بسيار پائين نيز به حركت درآيند
.
ميزان كار مفيد به دست آمده از اين توربين ها 2 برابر ميزان كار مفيد توربين هاى
بادى بر روى زمين است چرا كه جرم حجمى آب 700 بار بيشتر از جرم حجمى هواست و به
همين علت نيروهاى انتقال يافته بزرگتر هستند. بايد يادآورى كنيم كه توربين «جريان
دريايى» هنوز به صورت آزمايشى و با ميزان توليد حداكثر 300 كيلووات كار مى كند اما
قرار است به زودى توربين ديگرى به كار گرفته شود كه حداقل 2 برابر توربين كنونى
است
.
متخصصان امر، تنها در اروپا 100 محل را شناسايى كرده اند كه مى توان
در آنها با كمك نيروى جريان هاى دريايى، اختلاف ارتفاع سطح آب در هنگام جزر و مد و
امواج، جمعاً 12 هزار مگاوات الكتريسيته توليد كرد: يعنى به ميزان 10 نيروگاه بزرگ
اتمى. انرژى توليد شده 15 تا 20 درصد انرژى مورد نياز كشورهاى اروپايى است
.
در سواحل نروژ توربين هاى مشابهى به كار گرفته شده اند. اين توربين ها قرار
است به صورت آزمايشى، ابتدا تامين كننده برق ،50 سپس 1000 و سرانجام 20 هزار خانه
مسكونى باشند. در سواحل جزيره «شتلند» توربين ديگرى به توليد الكتريسيته مشغول است
.
در مقابل سواحل كاليفرنيا، فلوريدا و كرانه شرقى كانادا پروژه اى مشابه به كار
گرفته شده است. كارشناسان معتقدند طى 30 سال آينده مى توان از اين توربين ها براى
توليد 40 درصد از انرژى مورد نياز خانه هاى مسكونى بهره جست
.
در سواحل
اسكاتلند براى توليد الكتريسيته تنها از نيروى امواج استفاده مى شود. باله ها جريان
امواج را به درون تونلى منتقل كرده و به اين ترتيب توده هوا را به جلو مى رانند و
با كمك اين توده هوا توربينى به گردش در مى آيد. اما ساده ترين سيستم بهره بردارى
از انرژى جزر و مد سيستمى است كه دانماركى ها به كار مى گيرند. در اين سيستم، امواج
مستقيماً توسط يك سطح شيب دار به سوى پره هاى توربين رانده مى شوند و آن را به حركت
درمى آورند. طبق محاسبات شوراى مشورتى انرژى جهانى، حركت هاى دريايى از اين پتانسيل
برخوردارند كه تمامى نياز جهان به انرژى را تامين سازند. البته سواحل كشور آلمان به
خاطر رفت و آمد زياد كشتى ها و سرعت اندك جريان هاى آبى براى اين منظور مناسب
نيستند
.
در حال حاضر تقريباً 86 درصد از انرژى مورد نياز جهانيان توسط زغال
سنگ، گاز طبيعى و نفت خام تامين مى گردد. اين سوخت هاى فسيلى نه تنها اثر گلخانه اى
را در اتمسفر زمين تشديد مى كنند كه به نوبه خود تغييرات آب و هوايى را به دنبال
دارد، بلكه منابع پايان ناپذيرى نبوده و سرانجام، روزى به پايان خواهند رسيد. طبق
ارزيابى كارشناسان امر منابع نفت خام زمين كه به تنهايى 40 درصد از انرژى جهان را
تامين مى كنند طى 50 تا 70 سال آينده به پايان خواهند رسيد
.
-
یک شنبه 8 آذر 1388
5:31 AM
نظرات(0)
آشنايي با الكترونيك - مقدمات
-
یک شنبه 8 آذر 1388
5:31 AM
نظرات(0)
موضوعات اصلي



