🗺 نقشه‌ی فیزیکفیزیک از کهکشان‌های دور تا ذرات زیراتمی را در بر می‌گیرد، و مشکل آدم تازه‌وارد این اس

🗺 نقشه‌ی فیزیکفیزیک از کهکشان‌های دور تا ذرات زیراتمی را در بر می‌گیرد، و مشکل آدم تازه‌وارد این است که نمی‌فهمد این همه موضوع پراکنده چه ربطی به هم دارند. مکانیک کجای کار است؟ ترمودینامیک از کجا آمد؟ چرا این‌ها را کنار هم گذاشته‌اند؟جواب این است که همه‌ی این‌ها یک نقشه‌اند. بیایید رویش قدم بزنیم. فیزیک را می‌شود به سه قاره‌ی بزرگ تقسیم کرد: فیزیک کلاسیک، فیزیک کوانتومی، و نسبیت.🍎 قاره‌ی اول: کلاسیکاز نیوتن شروع می‌کنیم. قوانین حرکتش توضیح می‌دهد هر چیزی که از ماده ساخته شده چطور جابه‌جا می‌شود، و قانون گرانش عمومی‌اش حرکت سیارات در آسمان و افتادن اجسام روی زمین را در یک توصیف واحد به هم دوخت. او حساب دیفرانسیل و انتگرال را هم ساخت؛ ابزاری که قرن‌هاست فیزیک تازه از آن بیرون می‌آید.ریاضی رسماً بخشی از فیزیک نیست، ولی این دو جدایی‌ناپذیرند. ریاضی زبان فیزیک است؛ سنگ‌بستری که کل این نقشه رویش بنا شده.از نیوتن چند مسیر بیرون می‌زند:▪️ اپتیک: فیزیک نور و عبورش از مواد. شکست نور در منشور و عدسی، و از آنجا تلسکوپ و میکروسکوپ و دوربین. و تلسکوپ ما را به عمق فضا برد و اخترفیزیک و کیهان‌شناسی را ساخت.▪️ امواج: اپتیک خویشاوند نزدیک نظریه‌ی موج است، یعنی انتقال انرژی از راه اغتشاش یک محیط، مثل موج روی آب یا صوت در هوا. نور برای سفر به محیط نیاز ندارد و در خلأ هم می‌رود، ولی از همان اصول بازتاب و شکست و پراش پیروی می‌کند.▪️ الکترومغناطیس: و همین ما را به ماکسول می‌رساند، که کشف کرد الکتریسیته و مغناطیس دو روی یک چیزند، قواعد زیبایش را نوشت، و نظریه داد که نور خودش یک موج الکترومغناطیسی است.▪️ مکانیک کلاسیک: حرکت اجسام صلب. چه می‌شود وقتی نیرو به آن‌ها وارد می‌شود، یا وقتی در چرخ‌دنده و ساختمان و پل به هم وصل می‌شوند.▪️ مکانیک سیالات: جریان مایعات و گازها. با آن حساب می‌کنی بال هواپیما چقدر نیروی بالابر تولید می‌کند. و بدنام است به سختی، چون رفتار مولکول‌های ریز خیلی زود خیلی پیچیده می‌شود.▪️ نظریه‌ی آشوب: که از دل همین پیچیدگی درمی‌آید. سیستم‌های بزرگ و پیچیده، و اینکه تفاوت‌های کوچک در شرایط اولیه چطور به سرنوشت‌های کاملاً متفاوت ختم می‌شوند.▪️ ترمودینامیک: انرژی و تبدیلش از شکلی به شکل دیگر، و آنتروپی، یعنی معیار نظم و بی‌نظمی، که به تو می‌گوید هر نوع انرژی چقدر به درد می‌خورد.راستش انرژی را باید همه‌جای این نقشه نوشت، نه فقط یک گوشه‌اش. چون همه‌چیز انرژی دارد.🕰 و این، تصویر جهان در سال ۱۹۰۰ بودیعنی جهانی ساعت‌وار. اگر می‌توانستی همه‌چیز را به قدر کافی دقیق اندازه بگیری، آینده کمابیش از پیش تعیین‌شده بود.ولی چند سوراخ کوچک در آزمایش‌ها مانده بود. مدار عطارد کمی زیادی تند بود، و در کوچک‌ترین مقیاس‌ها اتفاق‌های عجیبی برای الکترون و نور می‌افتاد که توضیحی نداشت. فیزیک‌دان‌های آن زمان فکر می‌کردند به‌زودی حلشان می‌کنند، ولی با ور رفتن به همین سوراخ‌های کوچک، دو قلمرو تازه باز شد و کل فهم ما از جهان زیر و رو شد.⏳ قاره‌ی دوم: نسبیتاینشتین. نسبیت خاص می‌گوید سرعت نور برای همه‌ی ناظرها ثابت است، و نتیجه‌اش این است که وقتی خیلی تند حرکت می‌کنی، چیزهای عجیبی مثل کند شدن زمان شروع می‌شود. همچنین می‌گوید انرژی و ماده دو چهره‌ی یک چیزند: E=mc².نسبیت عام می‌گوید فضا و زمان یک پارچه‌اند به نام فضازمان، و گرانش چیزی نیست جز خم شدن همین پارچه توسط اجسام، که باعث می‌شود بقیه به سمتشان بیفتند.⚛️ قاره‌ی سوم: کوانتومنسبیت سراغ بزرگ‌ها رفت؛ گروه دیگری سراغ کوچک‌ها:▪️ نظریه‌ی اتمی: تصویر اتم که مدام دقیق‌تر شد. از یک کره‌ی کوچک، به مدارهای الکترونی، به ترازهای انرژی، و بعد به الکترون‌هایی که توزیع بار موج‌گونه‌اند.▪️ ماده‌ی چگال: فیزیک کوانتومی انبوهی از اتم‌ها کنار هم، در جامدات و مایعات. جایی که بسیاری از فناوری‌های بزرگ از آن بیرون آمده‌اند، مثل کامپیوتر و لیزر و علم اطلاعات کوانتومی.▪️ فیزیک هسته‌ای: رفتار هسته‌ی اتم. پرتوزایی، شکافت که در نیروگاه‌ها استفاده می‌شود، و همجوشی که در خورشید رخ می‌دهد و امیدواریم به‌زودی روی زمین هم مهارش کنیم.▪️ فیزیک ذرات: عمیق‌تر می‌رود تا ذرات بنیادی‌ای را پیدا کند که همه‌چیز از آن‌ها ساخته شده، همان‌ها که در مدل استاندارد توصیف می‌شوند.▪️ نظریه‌ی میدان کوانتومی: کل فیزیک کوانتومی را در خود جمع می‌کند و با نسبیت خاص ترکیبش می‌کند. بهترین توصیفی که از جهان داریم.🕳 و حالا، شکاف بزرگ نادانیمشکل اینجاست که نظریه‌ی میدان کوانتومی گرانش را در بر نمی‌گیرد. یعنی هنوز نمی‌دانیم چطور فیزیک کوانتومی و نسبیت عام را به هم وصل کنیم. اسم آن نظریه‌ی گمشده را گذاشته‌ایم گرانش کوانتومی، و تلاش‌هایی مثل نظریه‌ی ریسمان و گرانش کوانتومی حلقوی برای رسیدن به آن هست.ولی این تنها معمای ما نیست. انرژی تاریک و ماده‌ی تاریک ظاهراً ۹۵٪ جهان را می‌سازند. یعنی تمام فیزیک ما فقط ۵٪ از آنچه می‌شناسیم را توصیف می‌کند، و باقی فعلاً رمز است. مهبانگ هم همین‌طور. و بی‌شک چیزهایی هست که اصلاً نمی‌دانیم که نمی‌دانیم.☁️ و ابری که بالای سر کل نقشه شناور است: فلسفهخیلی از فیزیک‌دان‌ها فلسفه را دست می‌اندازند، ولی این پرسش‌های فلسفی بزرگ‌اند که بخش زیادی از فیزیک را به حرکت درمی‌آورند. ماهیت بنیادی واقعیت چیست؟ اصلاً چرا جهان وجود دارد؟ اگر ما فقط از فیزیک ساخته شده‌ایم، اراده‌ی آزاد داریم؟ و از کجا بدانیم روشی که با آن علم می‌کنیم، واقعاً ما را به حقیقت بنیادی جهان می‌رساند؟🔭 این‌ها پرسش‌های بزرگ‌اند و شاید هیچ‌وقت جوابشان را نگیریم. ولی این دلیلی برای دست کشیدن نیست؛ فیزیک‌دان‌ها اهل جا زدن نیستند.و این بود نقشه‌ی فیزیک. اگر تازه وارد این سرزمین شده‌اید، نگران نباشید که همه‌جایش را بلد نیستید. هیچ‌کس نیست. فقط بدانید کجای نقشه ایستاده‌اید 🆔 @Anjoman_Elmi_Phys_sut