#محاسبات_اطلاعات_کوانتومی #کوانتوم #کیوبیت #مدار_کوانتومی #محاسبات_کوانتومی

🟡 قدرت محاسبات کوانتومی (قسمت ۱):

یکی از مسائل اصلی حوزه‌ی محاسبات، دسته‌بندی مسائل قابل محاسبه در کامپیوترها است. یک دسته‌بندی (کلاس‌بندی) معروف، چیزی است که در تصویر آمده است.

کلاس P معمولاً به دسته مسائلی گفته می‌شوند که به سرعت در یک کامپیوتر کلاسیک حل می‌شوند. به عنوان مثال، محاسبه جذر یک عدد.

کلاس NP مربوط به مسائلی هستند که چک کردن درستی حل‌شان، در یک کامپیوتر کلاسیک، به سرعت قابل انجام است. واضح است که همه‌ی مسائل کلاس P در کلاس NP نیز قرار دارند. اما مسائلی وجود دارند که NP هستند ولی P نیستند و این مسائل به نوعی، محدودیت اصلی کامپیوترهای کلاسیک هستند. یکی از معروف‌ترین این مسائل، تجزیه یک عدد به عوامل اول آن است.

از طرف دیگر، دسته‌ی وسیع‌تری از مسائل هستند که به PSPACE معروف هستند. این مسائل، فضای کمی از حافظه را نیاز دارند، اما لزوماً از نظر زمانی، بهینه نیستند.

این دسته‌بندی از مسائل، ما را قادر می‌سازد که بتوانیم قدرت اصلی کامپیوترهای کوانتومی را بهتر درک کنیم.

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#تعاریف_ریاضیات #ریاضی #ریاضی_فیزیک

🟡 نمادگذاری جمع زیرفضاهای برداری:
در این تصویر، نماد جمع برای زیرفضاهای برداری تعریف شده است. مجموعه‌ی همه‌ی بردارهایی که به صورت جمع بردارهای دو زیرفضای خاص می‌توانند نوشته شوند، با چنین جمعی نشان داده می‌شود.

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#محاسبات_اطلاعات_کوانتومی #کوانتوم #کیوبیت #مدار_کوانتومی #محاسبات_کوانتومی

🟡 قدرت محاسبات کوانتومی (قسمت ۲):

مشخص شده است که مسائل NP که P نیستند وجود دارند که در یک کامپیوتر کوانتومی به سرعت قابل حل هستند. به عنوان نمونه، الگوریتم شور برای تجزیه‌ی یک عدد به عوامل اولش. وجود چنین مسائلی، ایده‌ای به ذهن می‌رساند که شاید یک کلاس‌بندی مجزا برای محاسبات کوانتومی نیاز است.

این حوزه، بسیار جدید و نو است و بنابراین، کلاس‌های محاسباتی خیلی زیادی تا کنون تعریف نشده است. یکی از معروف‌ترین کلاس‌ها، BQP است که مربوط به مسائلی است که به صورت کارآمد در یک کامپیوتر کوانتومی قابل حل می‌باشد. مقایسه‌ی این کلاس به نسبت کلاس‌های محاسباتی کامپیوترهای کلاسیک، می‌تواند بسیار مهم و مفید باشد. چنین مقایسه‌ای در تصویر آمده است.

تنها چیزی که مطمئن هستیم این است که هیچ مسئله‌ی خارج از PSPACE وجود ندارد که در یک کامپیوتر کوانتومی به صورت کارآمد قابل حل باشد. همچنین، تنها این را می‌دانیم که دسته‌ای از NP ها و PSPACEها هستند که در یک کامپیوتر کوانتومی به صورت کارآمد قابل حل‌اند.

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#تعاریف_ریاضیات #ریاضی #ریاضی_فیزیک

🟡 تعریف جمع مستقیم دو زیرفضای برداری:
اگر دو زیرفضا داشته باشیم که اشتراکشان تنها بردار صفر باشند، آنگاه مجموعه‌ی بردارهایی که می‌توانند به صورت جمع دو بردار از هرکدام از این زیرفضاها نوشته شوند، «جمع‌ مستقیم» این دو زیرفضا گفته می‌شود.

جمع مستقیم اهمیت زیادی در ریاضی فیزیک دارد. قضایای مفیدی برای جمع مستقیم دو زیرفضا برقرار است، که در ادامه خواهد آمد.

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

◼️سالروز شهادت پیشوای آزادگان جهان, حضرت سیدالشهدا, امام حسین (ع)و هفتاد و دو پروانه ی با وفایش را به پیشگاه همه آنان که این روزها به عشق امام حسین(ع) و حماسه کربلایی اش سوگوارند, تسلیت و تعزیت عرض می نماییم .

🔘 اطلاعیه‌ی شماره‌ی ۴

کمیته‌ی علمی درحال بررسی مقالات دریافتی است و نتایج در اولین فرصت اعلام می‌شود.

@QIC_National_Conference

🔘 چهارمین کنفرانس ملی محاسبات و اطلاعات کوانتومی ایران در دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف با همکاری انجمن فیزیک ایران برگزار می‌شود.

⏳مهلت ارسال مقالات: ۳۰ تیرماه ۱۴۰۲

🗓 زمان و مکان برگزاری: ۱۹ و ۲۰ مهرماه ۱۴۰۲، دانشکده‌ی فیزیک دانشگاه صنعتی شریف

👤 سخنرانان مدعو:
محمدکاظم توسلی، دانشگاه یزد
محمد رضایی، دانشگاه صنعتی شریف
محمدحسین زارعی، دانشگاه شیراز
شهریار سلیمی، دانشگاه کردستان
فاطمه طریقی تابش، پژوهشگاه دانش‌های بنیادی
سحر علیپور، دانشگاه آلتو
مصطفی عنابستانی، دانشگاه صنعتی شاهرود
حمیدرضا محمدی، دانشگاه اصفهان
علی حامد موسویان، مرکز تحقیقاتی فن‌آوری‌های کوانتومی ایران


🔗 برای اطلاعات بیشتر به سایت انجمن فیزیک و کانال تلگرام کنفرانس مراجعه کنید.

@QIC_National_Conference

#کتاب #متن_علمی #انیشتین #نیرو #حرکت #مکانیک_کلاسیک

یکی از مسائل اساسی که هزاران سال در تاریکی کامل مانده بود، مسئله‌ی حرکت است.
درشکه‌ای را فرض کنید که با دو اسب کشیده می‌شود و درشکه‌ی دیگری را فرض کنید که با چهار اسب کشیده می‌شود. کدام تندتر حرکت می‌کند؟

طبق چیزی که مشاهده میکنیم، درشکه‌ای که با چهار اسب کشیده می‌شود تندتر از درشکه‌ی دیگر حرکت می‌کند.
طبیعتا اینطور به نظر می‌رسد که هرچه اثر وارد بر جسم شدیدتر باشد، سرعت جسم بیشتر خواهد بود. درواقع دریافت شهودی به ما می‌گوید که سرعت اساسا با کنش ارتباط دارد.
این استدلال مبتنی بر شهود و حدس را ارسطو در کتاب مکانیک که ۲۰۰۰ سال است به او منسوب می‌شود این گونه بیان کرد:
"جسم متحرک موقعی به حالت سکون در می‌آید که نیرویی که آن را می‌راند دیگر نتواند تاثیر کند و آن را براند."

اما چرا این استدلال منجر به افکار نادرستی درباره حرکت شد⁉️
شهود ما در کجا به راه خطا می‌رود⁉️
فرض کنید کسی ارابه‌ی دستی را در جاده‌ای به جلو می‌راند، ناگهان از راندن آن دست می‌کشد، ارابه قبل از آنکه بایستد، مسافتی را طی می‌کند.چگونه می‌توانیم مسافت قبل از توقف را زیادتر کنیم ؟
یک راه آن روغن زدن به چرخ‌ها می‌باشد، راه دوم هموارتر کردن جاده.
یعنی دقیقاً داریم چکار می‌کنیم ؟
کم کردن اثر خارجی به نام اصطکاک
حالا فرض کنید راهی باشد که اثر اصطکاک را بتوانیم به طور کامل حذف کنیم. چه اتفاقی می‌افتد؟
ارابه برای همیشه به حرکت خود ادامه می‌دهد و هیچ چیزی باعث ایستادن آن نمی‌شود.

درست است که این آزمایشی خیالی است و نمی‌توان آن را عملی کرد اما ما را به استدلال درستی درباره‌ی حرکت می‌رساند که گالیله آن را بیان کرد.
"اگر جسم رانده یا برداشته یا کشیده نشود و از هیچ راه دیگری هم تحت تاثیر واقع نگردد به طور یکنواخت حرکت خواهد کرد."
پس سرعت نشان نمی‌دهد که آیا نیروهای خارجی بر جسم وارد شده‌اند یا نه.

نتیجه گالیله یک نسل بعد به وسیله نیوتون به شکل قانون ماند مدون شد.
از درس فیزیک دوران مدرسه اینطور به یاد داریم:
"یک جسم حالت سکون و یا حرکت یکنواخت روی خط راست خود را حفظ می‌کند مگر آنکه تحت تاثیر نیرویی مجبور به تغییر آن حالت شود."

قانون ماند نمی‌تواند نتیجه‌ی مستقیم آزمایش باشد بلکه از تفکری نظری سازگار با مشاهده حاصل شده است.

پرسش دیگری درباره حرکت پیش می‌آید:
اگر سرعت نشانه‌ی نیروهای خارجی موثر در جسم نیست، پس چیست⁉️

🖋 برداشتی از کتاب تکامل فیزیک، نوشته‌ی آلبرت انیشتین و لئوپولد اینفلد

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#معرفی_کتاب #مد #ایمان #فانتزی #پنروز

📖 نام اصلی کتاب:
Fashion, Faith, and Fantasy in the New Physics of the ‎Universe

📚 نام فارسی کتاب: مد، ایمان و فانتزی در فیزیک جدید جهان

🖋 نام نویسنده: Roger Penrose (راجر پنروز)

📆 تاریخ انتشار: ‏September 27, 2016‌‏ (سه شنبه ،۶ مهر ۱۳۹۵)‏

✏️ زبان اصلی کتاب: انگلیسی

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#معرفی_کتاب #مد #ایمان #فانتزی #پنروز

👨‍🏫 معرفی بر نویسنده‌ی کتاب:‏
راجر پنزور(زاده ۸ اوت ۱۹۳۱)، ریاضی‌دان، ریاضی‌فیزیک‌دان و فیلسوف علم برجسته انگلیسی و برنده نوبل ‏فیریک ۲۰۲۰ است وی از دانشگاه کمبریج دکترا گرفته و استاد بازنشسته دانشگاه آکسفورد است. او نظریه‎ ‎جدید توییستر(پیچش)، را مطرح است. اگر این نظریه ثابت شود، برخی قوانین اولیه فیزیک، از جمله جاذبه و ‏نسبیت عام، بازتعریف خواهند شد.بسیاری از دانسته‌های بشر درباره سیاه‌چاله‌ها، مدیون کشفیات پنروز است. ‏پنروز، خود، یا با دیگران، ازجمله فیزیک‌دان و نظریه‌پرداز استیون هاوکینگ، قضایایی را در توصیف ‏سیاه‌چاله‌ها به‌دست آورده‌اند. او ثابت کرده‌که ستاره‌ای که جرم زیادی دارد، پس از نابودی به سیاه‌چاله تبدیل ‏خواهدشد. او در فلسفه ذهن و خودآگاهی نیز نظریاتی (همانند نظریه ارک-ار) ارائه کرده است.‏
پنروز، به‌پاس کشف این‌که «تشکیل سیاه‌چاله، پیش‌بینی قدرت‌مند نظریه نسبیت عام است»، برنده نیمی از ‏نوبل فیزیک ۲۰۲۰ شد.‏

📚 معرفی بر کتاب:‏
راجر پنروز، فیزیکدان برنده جایزه نوبل، برخی از شیک ترین ایده های امروزی فیزیک، از جمله نظریه ‏ریسمان را زیر سوال می برد.‏
ایده های مد روز، باورهای کورکورانه، یا فانتزی ناب احتمالاً چه ارتباطی با جست و جوی علمی برای درک ‏جهان دارند؟آیا فیزیکدانان نظری از گرایش‌ها، باورهای متعصبانه یا افکار دور و دراز مصون هستند؟ در ‏واقع، راجر پنروز، فیزیکدان تحسین‌شده و نویسنده پرفروش، استدلال می‌کند که محققانی که در مرزهای ‏شدید فیزیک کار می‌کنند، به‌اندازه هر فرد دیگری در برابر این نیروها مستعد هستند. در این کتاب بحث بر ‏انگیز، او استدلال می‌کند که مد، ایمان و فانتزی، اگرچه گاهی اوقات سازنده و حتی در فیزیک ضروری ‏هستند، ممکن است محققان امروزی را در سه مورد از مهم‌ترین حوزه‌های این رشته به بیراهه بکشاند - ‏نظریه ریسمان، مکانیک کوانتومی و کیهان‌شناسی.‏
پنروز با این استدلال که نظریه ریسمان با طرح شش بعد اضافی و پنهان،از واقعیت فیزیکی دور شده است، ‏هشدار می دهد که ماهیت شیک یک نظریه می تواند قضاوت ما را در مورد معقول بودن آن مخدوش کند. ‏در مورد مکانیک کوانتومی، موفقیت خیره کننده آن در توضیح جهان اتمی منجر به این باور غیرانتقادی شده ‏است که باید در مورد اجرام نسبتا عظیم اعمال شود، و پنروز با پیشنهاد تغییرات احتمالی در نظریه کوانتومی ‏پاسخ می دهد. با رجوع به کیهان‌شناسی، او استدلال می‌کند که اکثر ایده‌های خارق‌العاده کنونی درباره منشأ ‏جهان نمی‌توانند درست باشند، اما ممکن است واقعیتی حتی وحشی‌تر پشت آن‌ها نهفته باشد. در نهایت، ‏پنروز توضیح می‌دهد که چگونه مد، ایمان، و فانتزی به طور طعنه‌ای به کار خود او نیز شکل داده‌اند، از ‏نظریه توئیستر، جایگزینی ممکن برای نظریه ریسمان که در حال به دست آوردن وضعیت مد روز است، تا ‌‏«کیهان‌شناسی چرخه‌ای منسجم»، ایده‌ای آنقدر خارق‌العاده که می توان آن را "کیهان شناسی دیوانه ‏منسجم" نامید.‏

🖋 گردآوری: مبینا صبایی

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#معرفی_کتاب #کوانتوم  #هایزنبرگ #مکانیک_کوانتومی  #روولی

👨‍🏫 معرفی بر نویسنده‌ی کتاب:‏
کارلو روولی، یک فیزیکدان نظری و نویسنده‌ی اهل ایتالیا می‌باشد. او در ایتالیا و آمریکا و از سال ۲۰۰۰ ‏میلادی در فرانسه مشغول فعالیت علمی است. علاقه‌مندی علمی اصلی کارلو روولی، «گرانش کوانتومی» ‏است و به طور خاص، او یکی از بنیان‌گذاران نظریه‌ی «گرانش کوانتومی حلقوی» می‌باشد. او همچنین در ‏فلسفه علم و تاریخ نیز کارهایی کرده است. تفسیر «ارتباطی» از مکانیک کوانتومی را اولین بار او، در سال ‌‏۱۹۹۶ مطرح کرده است.‏

📚 معرفی بر کتاب:‏
این کتاب،‌ با زبانی عمومی و روان (شاید گاهاً مبهم) نوشته شده است. به زعم روزنامه تایمز لندن، این اثر ‏زیباترین اثر کارلو روولی است. در ابتدا مروری بر تاریخ پیدایش نظریه‌های کوانتومی، از جمله، مکانیک ‏ماتریسی توسط هایزنبرگ، بورن و جردن و البته دیراک و مکانیک موجی توسط شرودینگر می‌کند. در حین ‏این مرور به نکاتی اشاره می‌کند که ممکن است کمتر در کتاب‌های تخصصی مکانیک کوانتومی گفته شود، ‏که البته در نوع خود بسیار جالب توجه است. ‏
لازم به ذکر است که نام کتاب، از روی جزیره‌ای که ظاهراً هایزنبرگ ایده‌های اولیه‌ی نظریه‌ی مکانیک ‏ماتریسی در آن جا به دست آورده است، برداشت شده است. معروف است که هایزنبرگ، خود را در ‌‏«هلگولند» تبعید کرد و روزها به صورت تنهایی وقت صرف فهمیدن مسئله‌ای که بور به او سپرده بود کرد، ‏که نهایتاً منجر به انقلابی در علم شد.‏
پس از چنین مروری از نحوه‌ی پیدایش مکانیک کوانتومی، او یک بحث «فلسفی» را آغاز می‌کند. در ابتدا ‏تفسیرهای مختلفی که تا کنون از مکانیک کوانتومی شده است را مرور می‌کند و در هر مورد زیبایی‌ها و ‏مشکلات چنین تفسیراتی را بیان می‌کند. تفسیراتی که تحت مرور قرار می‌دهد، تفسیر «چندجهانی»‌‎ ‌‏ از ‏اِوِرِت و دویت، تفسیر «متغیرهای پنهان» بوهم و دوبروی، و تفسیر «‏GRW‏» از گیاردی، ریمینی و وِبر ‏می‌باشد. او همچنین در ادامه تفسیر «کیوبیسم» را تحت نظر قرار می‌دهد.‏
سپس، تفسیر «ارتباطی» ‌‎(Relational interpretation)‌‏ از مکانیک کوانتومی، را که از ابداعات خود ‏اوست، مرور می‌کند و بیان می‌دارد که چرا تفسیر ارتباطی، تفسیر مناسب و خوبی است. او به تفسیری که ‏ابداع کرده و هیچ ایرادی وارد نمی‌کند و تمام سعی خود را می‌کند که نشان دهد، تفسیر ارتباطی، برترین ‏تفسیر از مکانیک کوانتومی است که تا کنون ابداع شده است.‏
او سپس، اشاره‌ای که درهم‌تنیدگی و اهمیتش می‌کند و بیان می‌دارد که تفسیر «ارتباطی» توانسته است که ‏توجیه و توصیف خوبی از چنین پدیده‌ی عجیبی به دست دهد.‏
در بخش پایانی کتاب، او مباحثی فلسفی پیرامون واقعیت و معرفت می‌کند، و سعی می‌کند با ارائه‌ی ‏نظریه‌هایی فلسفی، به وجه فلسفی تفسیر ارتباطی خود، غنای بیشتری ببخشد.‏

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#انقلاب_علمی #فیزیک #مدل #ارسطو #عنصر #اثیر

🟡 انقلاب‌های فیزیک (قسمت ۱)

🟢 شروعی زیبا:
سوال داشتن، جزء جدایی ناپذیر بشر است. هرچه این سوالات عمیق‌تر باشد، صاحب سوال را، برای یافتن پاسخ، بیشتر به زحمت می‌اندازد. یکی از سوالات اساسی و عمیق بشر، از همان ابتدا، این بود که این طبیعتی که هر روزه با آن در برهم‌کنش هستیم، آن را می‌بینیم، پیچیدگی‌هایش ما را به وجد می‌آورد و همواره در مقابلش خود را ضعیف می‌یابیم، چگونه کار می‌کند؟ این طبیعت از چه چیزی ساخته شده است؟ اصلاً چیست؟
تلاش‌هایی برای یافتن پاسخ، از همان ابتدا وجود داشته است. تمامی خرافاتی که در دوره‌ی باستان برای پاسخ به سوال ابداع شده و تعدادی از آن خرافات را حتی امروزه از برخی از گروه‌ها می‌شنویم (زمین تخت‌گرایان، یک انجمن مردمی مقیم در آمریکا)، همه تلاش‌هایی بودند و هستند برای یافتن پاسخ. هرچند که این پاسخ‌ها هرگز، برای اهل تفکر، قانع‌کننده نبوده است.
اولین قدم را یک فیلسوف یونانی برداشت. او اولین بار سد خرافات را شکست و بارقه‌های نور دانایی را خدمت بشریت عرضه داشت. او بود که روش‌ صحیح تفکر (منطق) را به ما آموخت. او بود که اولین بار، کتاب طبیعت را در کتابی به نام «فیزیک» توضیح داد.
ارسطو، با ابداع یک نظام و چارچوب کلی و جامع، اولین توضیح سیستماتیک را از طبیعت ارائه داد. برای اولین بار، می‌شد این همه پیچیدگی موجود در پدیده‌های طبیعی را به زبانی ساده و زیبا آموخت. واقعاً نظریه‌ی ارسطو زیبا بود!
او ابتدا تکلیف سوال دوم ما را روشن کرد. در ابتدا،‌ جهان آفرینش را به دو قسمت زمین و آسمان جدا کرد و برای هر بخش، فیزیک مختص به خودشان را تبیین کرد. عناصر زمینی را تشکیل شده از ۴ عنصر معرفی کرد:«خاک، آب، هوا، آتش». ادعا کرد که تمام عناصر آسمانی از یک عنصر ساخته شده‌اند به نام «اثیر».
اما هنوز سوال اول ما باقی مانده است، طبیعت چگونه کار می‌کند؟ آنچه در طبیعت می‌بینیم یا ساکن است یا متحرک، بنابراین، اولین قدم مهم برای شناختن طبیعت، شناختن ذات «حرکت» است. ارسطو، اصولی را برای توضیح حرکت و علت حرکت بیان کرد. برای هر عنصر در زمین، جایگاهی قائل شد. خاک در مرکز عالم، سپس آب لایه‌ای بر روی خاک تشکیل می‌دهد، هوا لایه‌ای بر روی آب و در نهایت، آتش لایه‌ای بر روی هوا. سپس، ارسطو مفهوم «میل طبیعی» را معرفی کرد. او بیان داشت که:«عناصر، به صورت طبیعی، میل دارند که به جایگاه اصلی خود بازگردند و در آن‌جا ساکن شوند.»
به همین دلیل است که هنگامی که سنگی در دست دارید، اگر رهایش کنید، به سمت مرکز عالم می‌رود در آنجا ساکن می‌گردد. به همین دلیل است که وقتی چوبی را به آتش می‌کشید، آتش ناشی از چوب به سمت بالا می‌رود و خاکستر ناشی از آن به زمین می‌ریزد. به این دلیل که چوب از خاک و آتش ساخته شده بود و هنگامی این عناصر از هم جدا می‌شوند، هر کدام به جایگاه اصلی خود باز می‌گردند.
عناصر آسمانی،‌ فیزیک متفاوتی از عناصر زمینی دارند. عنصر اثیر، میل به سکون ندارد، بلکه میل دارد تا همواره در حرکت روی یک مدار دایره‌ای به دور مرکز عالم، یعنی زمین باشد. به همین دلیل است که مدام مشاهده می‌کنیم که سیاره‌ها و قمرها و اجرام آسمانی، همواره به دور زمین (مرکز عالم) در چرخش روی مداری دایره‌ای هستند.
اجرام آسمانی، چون از عنصر اثیر،‌ که عنصر برتر است، ساخته شده‌اند، کامل‌ترین شکل را دارند که «کره» است و هیچ خللی در آن‌ها نیست. یعنی کره‌ی کامل هستند.
این سیستم فکری، در عین زیبایی، بسیار کارآمد و مفید بود. تا هزاران سال،‌ فیزیک ما از طبیعت، فیزیک ارسطویی بود. او بود که اولین قدم انقلاب‌های فیزیکی را آغاز کرد. اصلاً به ما یاد داد که چگونه درباره‌ی طبیعت بیاندیشیم.
اما طبیعت، همواره ما را غافل‌گیر می‌کند.

💭 این داستان ادامه دارد...

🖋 نویسنده: مهدی فراهانی

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#معرفی_کتاب #کوانتوم  #نسبیت #مکانیک_کوانتومی #گرانش_کوانتومی #گرانش #گرانش_کوانتومی_حلقوی #روولی

👨‍🏫 معرفی بر نویسنده‌ی کتاب:‏
کارلو روولی، یک فیزیکدان نظری و نویسنده‌ی اهل ایتالیا می‌باشد. او در ایتالیا و آمریکا و از سال ۲۰۰۰ ‏میلادی در فرانسه مشغول فعالیت علمی است. علاقه‌مندی علمی اصلی کارلو روولی، «گرانش کوانتومی» ‏است و به طور خاص، او یکی از بنیان‌گذاران نظریه‌ی «گرانش کوانتومی حلقوی» می‌باشد. او همچنین در ‏فلسفه علم و تاریخ نیز کارهایی کرده است. تفسیر «ارتباطی» از مکانیک کوانتومی را اولین بار او، در سال ‌‏۱۹۹۶ مطرح کرده است.‏

📚 معرفی بر کتاب:‏
این کتاب به یکی از دل مشغولی‌های اصلی «کارلو روولی» می‌پردازد. مسئله‌ی گرانش کوانتومی، که به ‏نظر بسیاری از فیزیکدانان امروزه، مهم‌ترین مسئله‌ی فیزیک است، با زبانی عمومی و جذاب در این کتاب ‏بررسی می‌شود. ‏
روش روولی برای بررسی این نظریه بسیار جالب توجه است. او ابتدا از دنیای باستان و تفکرات دنیای باستان ‏شروع می‌کند. او می‌خواهد داستان جذاب سفرش را از نقطه‌ نظرات «دموکریتوس» درباره‌ی «اتم‌»‌ها و ‏دانه‌ای بودن عالم شروع کند. به همین دلیل است که فصل اول کتاب، بسیار به مباحث تاریخی می‌پردازد.‏
سپس در ادامه‌ی کتاب، تاریخ علم را دنبال می‌کند و به فیزیک کلاسیک و ابداعات نیوتون می‌پردازد. ‏طبیعی است که بعد از آن باید به سراغ تحولات الکترومغناطیس و فارادی و ماکسول برود. همین‌جاست که ‏یکی از مهم‌ترین انقلاب‌های علم فیزیک را بررسی می‌کند، نظریه‌ی «نسبیت» آلبرت انیشتین. حقیقتاً باید ‏گفت که شهود روولی در توضیح نسبیت خاص و عام بسیار درخور توجه است و کسانی که با این دو نظریه‌ ‏آشنا باشند، از مطالعه‌ی این بخش از کتاب (خصوصاً بخش نسبیت عام) لذت خواهند برد.‏
او سپس به بررسی انقلاب دیگری که «مکانیک کوانتومی» دارد می‌پردازد. اکنون فضا مهیا است تا به سراغ ‏گرانش کوانتومی برود. روولی، ابتدا بررسی می‌کند که اصولاً چرا نیاز است که چنین نظریه‌ای داشت. این ‏بررسی را با طرح یکی از مهم‌ترین سوالات علم فیزیک می‌کند، که ماتوی، یک فیزیک‌دان روس در زمان ‏شوروی پرسید:«میدان گرانشی موجود در نظریه‌ی نسبیت عام، اگر هم‌زمان با مکانیک کوانتومی در نظر ‏گرفته شود، معضلاتی پیدا می‌کند و دیگر قابلیت توصیف دقیق خود را از دست می‌دهد».‏
او از همین ایده، «طول پلانک» را به دست می‌آورد. به این ترتیب آماده می‌شود تا «گرانش کوانتومی» را ‏آن طور که دوست دارد، توصیف کند. روش‌های زیادی امروزه برای پیگیری گرانش کوانتومی وجود دارد که ‏یکی از آن روش‌ها، «گرانش کوانتومی حلقوی» نام دارد. روولی، در این کتاب، این روش را بررسی و ‏توضیح می‌دهد. روش‌های دیگر، نظیر «نظریه‌ی ریسمان»، در این کتاب بررسی نمی‌شوند.‏
در ادامه‌ی کتاب تا پایان، روولی، به توضیح عمومی و قابل فهم از نظریه‌ی گرانش کوانتومی حلقوی ‏می‌پردازد. پس از اینکه این نظریه‌ را توضیح می‌دهد، سعی می‌کند تا شواهد قابل قبولی از این نظریه‌ که ‏می‌توانند در آینده‌ای نزدیک مشاهده شوند را ارائه دهد.‏
در پایان کتاب، روولی، مفهوم اطلاعات را نیز وارد بازی می‌کند، و سعی دارد تا تصویری کامل از جهان را با ‏استفاده از آنچه در گرانش کوانتومی حلقوی بررسی کرده و همچنین با استفاده از مفهوم اطلاعات ارائه دهد. ‏تصویری بنیادی از جهان! جایی که دیگر حتی خود فضا و زمان،‌ به معنای روزمره‌ی آن، مفهوم خود را از ‏دست می‌دهند!‏

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#انقلاب_علمی #تمدن_اسلامی #ابوریحان_بیرونی #ابن_هیثم #نورشناسی #اپتیک #روش_علمی

🟡 انقلاب‌های فیزیک (قسمت ۲):

🟢 شک:
پس از اینکه دوره‌ی شکوهمند تمدن یونانی با حمله‌ی رومیان به پایان رسید، عصر طلایی علم هم در این تمدن روبه افول نهاد. البته علم همواره راه خود را می‌یابد. سال‌های بعد، تمدنی عظیم و شگرف در جغرافیایی دیگر، با تولد رحمت عالم (ص)، آغاز شد. عصر طلایی اسلام، که از قرن ۳ هجری آغاز شد.
در ابتدای این عصر، دانشمندان فراوانی شروع به جمع‌آوری و ترجمه‌ی آثار علمی دانشمندان قبل از خود کردند. از شرق دنیای اسلام در هندوستان و چین تا غرب این سرزمین، یعنی یونان و اسکندریه، آثار علمی وارد این تمدن شدند و دانشمندان شروع و تفکر و تعمق در این آثار کردند. آن‌ها به نوعی این کار خود را نوعی عبادت و نوعی واجب شرعی تلقی می‌کردند.
پس از عبور از دوره‌ی «نهضت ترجمه»،‌ نوآوری‌های دانشمندان اسلامی، در عرصه‌های مختلف علمی، آغاز می‌شود. ابوریحان بیرونی، کشف کرد که زمین در حال چرخش به دور خود است. در واقع او «حرکت وضعی» زمین را کشف کرد. همچنین، سعی کرد تا شعاع کره‌ی زمین را محاسبه کند، که توانست با دقت فوق‌العاده زیادی این کار انجام دهد، به نحوی که اندازه‌گیری او با ابزارهای هزارسال پیش، تنها چند ده کیلومتر با اندازه‌‌گیری دقیق امروزی تفاوت داشته است.
اما کار اصلی‌ای که دانشمندان اسلامی انجام دادند، «شک» کردن بود. خیلی سخت است که کسی بخواهد به هزاران سال دستاوردهای دانشمندان بزرگی چون ارسطو شک کند.ولی این دانشمندان به ما آموختند که شک کردن،‌ همواره جزئی از علم است.
ابن هیثم، در آثار فوق‌العاده ارزش‌مند خود، بارها به مقوله‌ی انتقاد و شک، تاکید کرده است. او همچنین،‌ روش مطالعه‌ی طبیعت را نیز به ما آموخت. روش علمی‌ای که ابن هیثم در آثار خود آورده است، سال‌های قبل از کشفیات گالیله هستند.
ابن هیثم، با شکاکیت خود و تفکر انتقادی‌ای که داشت، فیزیک نورشناسی را از ریشه اصلاح کرد. یونانیان تفکرات مختلفی درباره‌ی نور و فیزیک آن داشتند. ابن هیثم، میزان قابل توجهی از این تفکرات را باطل کرد. او در اکثر موارد،‌ با انجام آزمایش‌های عینی،‌ نتایج تفکرات خود را به اثبات می‌رساند.
او در کتاب المناظر خود، که انقلابی در نورشناسی (اپتیک) بود، یک مدل کامل و جامع از نور ارائه کرد. آنچه امروزه در دبیرستان‌ها، درباره‌ی کار با آینه‌ها و عدسی‌ها و اپتیک هندسی می‌آموزید، اکثراً ابتکارات ابن هیثم هستند. او برای اولین بار، ساختار چشم انسان را با جزئیات عمیقی، مورد بررسی قرار می‌دهد. این کتاب، تأثیر زیادی بر دانشمندان بعد از خود گذاشت.
دانشمندان اسلامی، راه را باز کرده بودند. آن‌ها ابزارهای قدرتمندی مانند تفکر انتقادی و شکاکیت در علم و همچینن روش عملی را ساخته بودند. این دانشمندان، نتایج کار خود را سخاوتمندانه در اختیار هر تمدنی که مشتاق یادگیری علم بود قرار دادند.
همین موضوع سبب شد تا دوباره داستان انقلاب‌های علمی،‌ خود را در جغرافیای دیگری بیابد.

💭 این داستان ادامه دارد...

🖋 نویسنده: مهدی فراهانی

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#معرفی_کتاب #متن_علمی #انیشتین #نیرو #حرکت #مکانیک_کلاسیک

اگر سرعت نشانه‌ی  نیروهای خارجی موثر در جسم نیست، پس چیست⁉️

بیایید در مثال ارابه‌ای که در قسمت قبل زدیم کمی بیشتر فکر کنیم، حرکت یکنواخت ارابه، نتیجه‌ی نبود نیروهای خارجی بود. اگر نیرویی موافق با حرکت ارابه به آن وارد شود چه اتفاقی می‌افتد؟
قاعدتاً سرعت حرکت ارابه بیشتر خواهد شد یا اگر نیرویی خلاف جهت حرکت آن وارد شود از سرعت حرکت ارابه می‌کاهد.
پس متوجه می‌شویم اعمال نیروی خارجی سرعت را تغییر می‌دهد.

در واقع نتیجه‌ی  اعمال نیرو تغییر سرعت است، نه خود سرعت.

پیشتر شهود ما، ما را به این نتیجه می‌رساند که بین نیرو و سرعت ارتباطی وجود دارد اما با فهم عمیق‌تر در مورد مسئله‌ی حرکت به این نتیجه رسیدیم که بین نیرو و تغییر سرعت ارتباطی وجود دارد که نیوتن آن را تدوین کرد.

پرسش بعدی که پیش می‌آید این است که نیرو دقیقاً چیست⁉️

نیوتن در کتاب اصول خود چنین می‌نویسد:
نیروی موثر عاملی است که بر جسمی وارد می‌شود و حالت آن را یا از وضع سکون و یا از حرکت یکنواخت در امتداد خط راست تغییر می‌دهد.
نیروهای موثر منشأ‌های مختلفی دارند از کوبیدن، از فشار و از نیروی جذب به مرکز ناشی می‌شوند.

به این مثال توجه کنید:
اگر سنگی از بالای برجی رها شود یا سنگی را در امتداد قائم به طرف بالا پرتاب کنیم چه اتفاقی می‌افتد؟
در رها کردن سنگ به سمت پایین، سرعت آن زیادتر می‌شود و در پرتاب به سمت بالا سرعت آن کم می‌شود.
نیرو همان نیرو است ولی بسته به اینکه در جهت حرکت سنگ عمل کند یا در خلاف جهت آن باعث شتاب یا تانی آن می‌شود.

🖋 برداشتی از کتاب تکامل فیزیک، نوشته‌ی آلبرت انیشتین و لئوپولد اینفلد

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#انقلاب_علمی #کوپرنیک #کپلر #نجوم #حرکت #تاریخ_علم

🟡 انقلاب‌های فیزیک (قسمت ۳):

🟢 زمین آنقدرها هم خاص نیست:
«زمین مرکز عالم است». این یکی از گزاره‌های اساسی فیزیک ارسطویی بود. در هنگام یک مشاهده‌ی سطحی و روزمره هم ما متوجه چنین چیزی می‌شویم. به نظر می‌رسد، هر روز خورشید و ماه و ستارگان و سیارات، به دور ما می‌چرخند. این گزاره، ممکن است این طور به ذهن القا کند که زمین، به نوعی، «خاص» است.
البته که بشر همواره تمایل دارد خاص به نظر برسد، اما به هر حال ساختار واقعیت با آنچه ما تمایل به آن داریم،‌ لزوماً منطبق نخواهد بود. در قرن شانزدهم میلادی، «نیکولا کوپرنیک»، یک کشیش مسیحی منجم، سعی کرد یک نوآوری ایجاد کند. او با استفاده از بهترین نتایج رصدی منجمان مسلمان، فرضیه‌ی جدیدی صادر کرد. «خورشید مرکز عالم است، نه زمین».
اما، چه انگیزه‌ای وجود داشت که شخصی مثل کوپرنیک بخواهد چنین نوآوری‌ای ایجاد کند؟ می‌توان گفت که انگیزه‌ی اصلی، حرکت بسیار پیچیده‌ی سیاراتی مثل زهره و مریخ به دور کره‌ی زمین بود. حرکت این سیارت به دور زمین، یک خم مارپیچی بسیار پیچیده است که مطالعه‌ی این حرکت به صورت ریاضیاتی، کاری طاقت فرسا است. اما سیستم پیشنهادی کوپرنیک بسیار کار را ساده می‌کرد. این سیستم که از نظر ریاضیاتی ساده‌تر است، بسیار خوب بر نتایج رصدی آسمان هم منطبق بود. این انطباق را، کوپرنیک با مقایسه با رصد منجمان مسلمان، در کتاب خودش، تأیید کرده است.
اما این صرفا، یک پیشنهاد ریاضیاتی است. خود کوپرنیک هم در ابتدای کتاب خود به این نکته اشاره می‌کند که محتویات کتابش، صرفاً یک مدل ریاضی ساده‌تر از جهان است و واقعاً زمین مرکز عالم است.
در زمان کوپرنیک، عقیده‌ی زمین مرکزی در نزد کلیسا یکی از عقاید اصلی دین مسیحیت تلقی می‌شد. بنابراین، هر کس که از این عقیده بر می‌گشت به نوعی کافر خوانده می‌شد.

قدم بزرگ بعدی را منجم دیگری،‌ به نام «کپلر» برداشت. کپلر، که یکی از دستیاران منجم بزرگ اروپا، یعنی «تیکو براهه» بود، جزو معدود کسانی بود که کتاب کوپرنیک را دقیق خواند و فهمید. کپلر قدم بسیار مهمی را برداشت. البته ممکن است وقتی به دستاوردهای کپلر نگاه می‌کنید، در نگاه اول به نظر برسد که او فقط یک سری محاسبات ریاضی انجام داده است. این نتیجه‌گیری درست نیست!
کپلر، با دستیابی که منبع عظیم رصدی‌ای که تیکو براهه از سال‌های بسیاری به دستشان آورده بود، حرکت سیارات به دور خورشید را به صورتی دقیق (بسیار دقیق‌تر از کوپرنیک) فرمول‌بندی کرد.
البته اگر بخواهیم دقیق باشیم، کار کپلر کاملاً برعکس بود. یعنی او ابتدا فرضیه‌هایی درباره‌ی حرکت سیارات مطرح کرد، سپس با مقایسه با نتایج رصدی به این نتیجه رسید که فرضیاتش با دقت بسیار زیادی بر واقعیت منطبق هستند.
وقتی تاریخ‌دانان علم، کار کپلر را امروزه بررسی می‌کنند، به این نتیجه می‌رسند که او شخصی بسیار دقیق در محاسبات بوده و به جزئیات محاسبه اهمیت بسیار زیادی می‌داده است. همین باعث شد که او زحمت بسیار زیادی برای کشفیات علمی خود بکشد.
مهم‌ترین کار کپلر در زمینه‌ی حرکت افلاک، در سه قانونی که امروزه به «قوانین کپلر» معروفند، خلاصه می‌شود:

۱. مدار سیارات به دور خورشید به صورت «بیضی» است که خورشید در یکی از کانون‌های آن قرار دارد.
۲. میزان مساحتی که توسط خط واصل سیاره به خورشید در طول زمان جاروب می‌شود، همواره ثابت است.
۳. مربع دوره‌ی تناوب گردش سیارات به دور خورشید، با مکعب فاصله‌ی متوسط سیارات از خورشید،‌ متناسب است.

این سه قانون،‌ انقلابی به وجود آورد! اولین قدم‌ها برای فاصله‌ گرفتن از فیزیک ارسطویی برداشته شد. این سه قانون، راه را برای گالیله و نیوتون گشود. راه را برای تفکری صحیح‌تر از طبیعت گشود.
دانشمندان تازه فهمیدند که میتوان اینگونه تصور کرد که زمین مرکز عالم نباشد. مردم به تازگی با این تفکر آشنا شدند که شاید اصلاً «زمین جایگاه خاصی در فضا نداشته باشد».
البته همه‌ی این نتایج هنوز اثبات نمی‌کند که زمین مرکز عالم نیست. همچنین اثبات نمی‌کند که خورشید مرکز عالم است. این کارهای بسیار با ارزش علمی، قدم‌های اصلی و مهمی بود که تفکر بشر به این سمت حرکت کند.
هنوز داستان علم، به قهرمان‌های دیگری نیاز دارد. قهرمان‌هایی که روحیه‌ی شورش‌گری درونشان موج می‌زند.

💭 این داستان ادامه دارد...

🖋 نویسنده: مهدی فراهانی

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution