2016/09/19

ترویج علوم طبیعی در جامعه

دکتر بیژن باران

پیدایش علم، آموزش آن در نهادهای فرهنگی، ترویج عوامگرای آن در رسانه ها، کاربردش در امور روزمره به روبیدن خرافات بمرور از قرن 17 در لایه های تحصیلکرده جامعه شد. از نتایج علمی یکی اینست که فقط روی زمین حیات با نیاز به آب، هوا، خوراک ممکن است. در آسمان با تشعشعات ضدحیات امکان زیست و پرواز بدون پوشاک ایمنی، سفینه پشتیبان حیات، شناخت بشر از سیارات، خورشید، ماه ممکن نیست. تا جاییکه پوپ در 2015 از روح گالیله بخاطر محاکمه ارتدادی او بوسیله کلیسا پوزش طلبید.

ولی شیوه علمی به علوم انسانی مانند اقتصاد، تاریخ، جامعه شناسی، باستانشناسی، روانشناسی، زبانشناسی نشت کرده؛ بمرور آنها را عینی/ ابژکتیو، منطقی، با پردازش داده های کمیتی مانند علوم طبیعی کرد. شیوه علمی همانست که رازی، خوارزمی، خیام، گالیله، کپلر، نیوتن، آینشتاین، هایزنبرگ، هابل، هاوکینگ در علوم طبیعی و داروین، مارکس، فروید، چامسکی در علوم انسانی هزار سال گذشته بکار برده اند.  

راسل در کتاب 7 فصلی تاثیر علم بر جامعه 1953 نوشت: فصل 1 علم و سنت، فصل 2 اثرات عام روشهای علمی، فصل3 روش علمی در الیگارشی، فصل4 دمکراسی و روش علمی، فصل5 علم و جنگ، فصل 6 علم و ارزشها، فصل 7 آیا جامعه علمی می تواند باثبات باشد؟ او نوشت: انسان 1 میلیون سال زیسته؛ تاریخ 6هزار سال، کشاورزی کمی بیشتر بوده. ولی علم بمثابه عامل غالب بر باورهای تحصیلکرده ها 300 سال، بمثابه منبع روش اقتصادی 150 سال بوده است. باید افزود: رشد تمدن را با غلبه علم در سده 21 می توان دید. 

در خاورمیانه کنونی با تفریحات هولیوودی، هنر بومی، تضییع حقوق بشر، فقر اقتصادی، فرهنگ پیشامدرن، فاصله نخبگان علمی دانشگاهی از توده شهریان نجومی شده است. ترجمه آثار علوم نروولوژی/ عصبشناسی، نجوم، کیهانشناسی برای انبوه غیر کارشناسی کمک به درک جهان در زدایش خرافه بومی و تفریحی هالیوودی می کند. در سده 21 درخشش نخبه های ایرانی تراز جهانی پسا انقلاب بهمن در غرب، بویژه آمریکا در قیاس با دیگر کشورها از جمله عربستان، پاکستان، مصر، ترکیه بسیار ارزنده است. 

در برونمرزی کتب علمی دکتر اسدی کیمیایی در عصبشناسی، دکتر حیدری ملایری در نجوم/ اختر شناسی و زبانشناسی، دکتر هرندی در تکامل/ برآیش بصورت نرم/ پی دی اف در اینترنت، چند سایت، بخش علمی تلویزیونهای فارسی در 5پورتال بریتانیا، آمریکا، هلند، آلمان، فرانسه نشر می شوند. در ایران کتب علمی برای عامه در ممیزی حبس اند. تنها ادبیات، هنر، خبرنگاری به ارتقای فرهنگی و مبارزه با فرهنگ پیشامدرن می پردازند.  

با آموزش همگانی پس از انقلاب، کالیبر دانشمندان ایرانی در جهان بطور زیاد نسبت به پیش از انقلاب چه زنان چه مردان رشد کرد. پیش از انقلاب دانشجویان از لایه های مرفه ایران بخارج آمدند؛ ولی پس از انقلاب لایه های بیشتری از جامعه به دانشگاه راه یافتند. این امر موجب پیدایش دانشمندان ایران تراز جهانی مانند خانم میرزاخانی در ریاضیات، دکتر کرمی در جوشناسی، دکتر یاسمن فرزان در فیزیک، دکتر گلاره محمدزاده در جراحی مغز شد. ولی هنوز شمار مروجان علوم در جامعه ناچیز است. 

کنشگران، نخبگان، حقوقدانان، دانشجویان علوم انسانی را اشاعه می دهند. ولی علوم طبیعی مروجان برای عوام ندارند. با امکان رشد بیشتر در غرب کارشناسان ارشد علمی به خارج مهاجرت می کنند. در غرب هزاران مروج علوم طبیعی در جامعه با سخنرانی، کتاب، ویدیو مانند ژاک کوستو، کارل ساگان، ریچارد داوکینز لایه های آماده جامعه را به مقولات مادیگرا، عقلایی، منطقی، با علییت، فرگشت/ تکامل جذب می کنند. با اشاعه علوم در جامعه، لایه های شهری بسوی تقسیم کار، تخصصگرایی، تصمیمگیری بخردانه/ راسیونال می گرایند.  

روشن است که در خاورمیانه ممیزی دولتی عرصه را برای نخبگان مدرن در ترویج علوم طبیعی و انسانی برای پیشبرد علم بومی شده بجز برخی ترجمه ها تنگ می کند. ترویج علوم آهسته است؛ چون نیاز به زیربناهای مدرن داشته؛ لذا در هندوستان، برزیل، کره جنوبی اثرات علمی بر فرهنگ توده ناچیزند. بجز محتوای علمی، روش علمی برای رویکرد به بررسی مسایل ناشناخته بکار می رود. این مسایل می توانند مالیات، ثبت اسناد، مراودات بانکی، آمار اقتصادی، برنامه های پرواز، قطار، رسانه ها، امور مالی، سرمایه گذاری باشند. 

روش علمی برای تبیین جهان و ابزارسازی در بررسی، مدلسازی، مهندسی بکار می رود. روش علمی در 8 گام زیر است: 1-بیان مسئله. 2 -مرور آثار. 3-نوشتن یک نظریه آزمون پذیر. 4-گزینش طرح پژوهشی، جمعآوری و تحلیل داده ها. 5-مساحی، مشاهده، آزمایش، منابع موجود. 6-نتیجه گیری. 7- ایده های پژوهش بیشتر. 8-ادامه دو باره از گام اول.  

شکل ون Venn برای نشان دادن مقولات منطقی با چند دایره با ساحت مشترک آنها برای رابطه بین آنهاست. اگر دایره ها با هم فصل مشترک داشته باشند؛ مقولات با هم نقاط شبیه دارند. مدل ننو یا تور ماهیگیری با تور-گره در شبکه برق شهر، مدارات رایانه، خطوط فضازمان با گرانش اجسام کاربرد دارد. گره نقطه پردازش یا انبار اطلاعات و وتر بین 2گره برای ارتباطات می باشد. 

با کاربرد روش علمی مندلیف 1860 عناصر جدولی از 118 عنصر شیمی موجود بر زمین با عدد اتمی از 1 برای هیدروژن تا 118، شکل الکترونی، خواص شیمی تشکیل داد. این جدول در 18 ستون، 7 ردیف فلزات در چپ و غیرفلزات در راست، است. مربعهای خالی این جدول باعث شدند که دانشمندان عناصر ناشناخته را پیدا کنند تا جدول تکمیل شود.  

روش عملی را در آثار نیوتن، داروین، مارکس، مندل، هابل، سوسور، باختین، دانشمندان صاحب جایزه نوبل می توان یافت. حتی در برخی نقدهای ادبی، کتب فلسفی، جرمشناسی/ فورنزیک، کارآگاهی بدون تعصب/ بایس روش علمی بکار می رود. بیان کلامی روش علمی بقرار زیر است.  

جملات حکمی/ فاکت، علٌی یعنی چیزی دانسته دلیل چیزی ندانسته، بصیرتی/ گمانی، نتیجه ای از نظریه ای، مهندسی برآمده از اندازه گیری اند. مفصلها/ پاراگرافها مستقل از هم، مربوط بهم، دارای موضوع جدید می باشند. ساختار جستار می تواند استدلالی دارای منطق با مفروضات، اثبات، نتیجه یا خبری بیان فاکتها بدون علتیابی باشد. علوم طبیعی با کاربرد ریاضیات و احتمالات ایده های شناختی در باره پدیده های طبیعی را دقیق، جهانشمول، تکرارپذیر بیان می کنند.

زبان طبیعی مانند انگلیسی، فارسی، ترکی دقت ریاضیات را نداشته؛ لذا علوم انسانی بیشتر واژگانی با لایه های چندمعنایی و آرایه های ادبی اند؛ فرمولهای نمادین/ سمبولیک با معنی واحد اند. فراتر زبان طبیعی با تخیل، احساس، فکرهای جنبی، هدف، غرض، غریزه، نفع، عاطفه، نقص دانش، بداهه گی، زبانبازی با آرایه های زینتی صوتی، تصویری، اشارتی، ارجاعی، ممیزی فرهنگی، دولتی، اخلاقی همراه است. لذا بخشهایی از علوم انسانی ذهنیگرا، تاویلی، چندروایتی شده که با روش علمی کمینه می شوند.

*

علم از تمدنهای چین، هند، یونان در 3هزار سال پیش آغاز شد. نجوم و جبر در آغاز هزاره دوم را خوارزمی، خیام، رازی، طوسی، بیرونی در 1000 سال پیش از بیان کیفیت به اندازه گیری کمیت ارتقاء دادند. علم عتیق با مرکز غیبی در عصر سرمایه و روشنگری جهشی انسانگرا کرد. فیزیک کلاسیک گالیله، کپلر، نیوتن بررسی جهان عینی بود. در علم شناخت جهان با روش علمی منجر به پیدایش پژوهشهای نوین، نظریه ها، ابزار می شود.

کیهانشناسی بررسی منشاء، خواص، روندها، تکامل کیهان می باشد. نجوم/ اخترشناسی بررسی طیف نور، گرانش/ جاذبه، اشعه/ پرتو، حرکت برخواسته از اجرام سماوی یعنی کهکشانها، ستارگان، سیارات، شهابهاست. طیف نور رنگین کمان دیدنی آبی تا سرخ با 2 غایت مادون بنفش و ماورای قرمز از موج الکترومغناطیس حاوی موج رادیویی و اشعه ایکس است. فیزیک کلاسیک با رشد ریاضیات، تلسکوپ، جدایی از کلیسا به بررسی جهان عینی پرداخت.

کپرنیک 1473-1543 لهستانی نوشت: خورشید مرکز منظومه شمسی است. کپلر 1571-1630 آلمانی 3قانون برای منظومه شمسی نشر کرد: سیاره ها مدار بیضوی دور خورشید دارند. خط وصل کننده سیاره به خورشید در زمانهای برابر مساحت مساوی جاروب می کند. مکعب فاصله متوسط سیاره تا خورشید با مربع زمان دور کامل گردش سیاره تناسب مستقیم دارد. تیکو براهه 1546-1601 دانمارکی- با رصد ستارگان، فاصله آنها، دنباله دارها، مسیر ماه را دقیق محاسبه کرد. گالیله 1564-1642 فلورنسی تلسکوپ ساخت؛ نظریه کوپرنیک را پذیرفت.

نیوتن 1642-1727 انگلیسی گرانش عمومی، قواعد طبیعی حاکم بر گردش‌های زمینی و آسمانی را کشف کرد. او با آزمایش‌ های دقیق هرم شیشه دریافت: نور سفید ترکیب طیف رنگین کمان است. او توانست برای اثبات قانون‌های حرکت سیاره‌های کپلر برهان‌ ریاضی بیابد. در جهت بسط قوانین نامبرده، او نوشت: مدار اجرام آسمانی مانند دنباله‌دار، لزوماً بیضوی مانند سیارات نبوده؛ می‌تواند هذلولی یا شلجمی نیز باشد.

قوانین حرکت نیوتن 1687بقرار زیرند: 1-جسم آزاد از یک نیروی خارجی ساکن یا با سرعت ثابت در حرکت است. 2-شتاب یک جسم برابر است با مجموع نیروهای وارده بر جسم تقسیم بر جرم آن. رک به نیروی گرانش معادله بنیادین مکانیک کلاسیک در زیر. 3- کنش و واکنش-هر گاه جسمی به جسم دیگر نیرو وارد کند، جسم دوم نیرویی با همان اندازه و در جهت مخالف به جسم اول وارد می‌کند. ویکی پیدیا/ قوانین حرکت نیوتن. 

قانون حرکت 1 و2 نیوتن در چارچوب مرجع لخت Inertia اند، یعنی دستگاه مختصات شتاب ندارد. اگر دستگاه در حال چرخش حتی با سرعت ثابت باشد شتاب‌دار محسوب می‌شود. یکی از نخستین و مهمترین انتزاع‌ها در فیزیک این است که در این چارچوب قانون لختی/ ماند حاکم است. چارچوب مرجع واقعی کمابیش با چارچوب مرجع لخت سازگاری دارد.

نمونه: چارچوب مرجع وابسته به گرانیگاه زمین کمتر لخت از مال خورشید کمتر لخت است. مال کانون کهکشان راه شیری بیشتر مال خورشید لخت است. مال ستارگان ثابت بیش از هر چارچوب دیگری لخت است. در مکانیک کلاسیک نیوتن یک چارچوب مرجع لخت اصلی/ مطلق خصایص زیر را دارد: 1-نه به جسم واقعی بلکه به فضای کیهانی وابسته است. 2-این چارچوب ساکن است. 3-مطلق فضایی سه بعدی، پیوسته، همگن، همسانگرد، اقلیدسی است. 4-قوانین نیوتن صدق می‌کنند.

هر چارچوب مرجعی که نسبت به چارچوب مرجع مطلق به طور یکنواخت و روی خط راست حرکت کند؛ یا ساکن باشد باز هم یک چارچوب مرجع لخت است که با اولی هم ارز است. چارچوب مرجعی نالخت - می تواند دستگاه مرجع چرخان هم باشد- است اگر نسبت به چارچوب مرجع مطلق شتاب داشته باشد. ویکی پیدیا/ چارچوب مرجع.

*

پس از نجوم، جبر، هندسه، ریاضیات باستان؛ تجربیات و تجریدات گالیله، کپلر، کوپرنیک، نیوتن به فیزیک مدرن رسید. فیزیک مدرن صفات زیر را دارد: 1- ناظر در محور مختصات آینشتاین، 2-سرعت نزدیک نور و شیفت دوپلر، کیهان پویا با چرخه تغییر در اجرام سماوی و ذرات، 3- شکستن ذرات ریز اتمی، 4-ابزار فضایی بیرون از جو، 5-بررسی غیرمستقیم ماده و انرژی تاریک ناشناخته، حسگرهای غیرنوری ایکس و گاما برای ضبط امواج و ذرات ریز، 6-کاربرد آمار و احتمالات، 7-صفت ثنوی ذره و موج ماده، 8-فضا زمان.  

تا پیش از ورود رایانه ها به فیزیک، ریاضیات و منطق برای نسبیت، کوانتوم، تابش، میدان الویت داشتند. ساختارها و شیوه ها در هندسه میدان گرانش تنسر tensor برای تبیین با تبدیلگرهای لورنتز برای فضازمان بکار رفتند. اصول جبر، معادلات خطی، تئوری گروه هم کاربرد داشتند. آینشتاین حرکت ثقلی و غیر ثقلی/ شتابنده نسبت به سرعت ثابت و حرکتهای چرخشی را تکامل بخشید.

گرادیان/ مشتق جهتدار با آپریتور وارون دلتا بر متغیرها، تعمیم 1بعدی متغیر به فضای چند بعدی بردارها در محور مختصات دکارت با تکنیگی می باشد. آپریتور ماتریکس برای ریاضیات چندبعدی بکار می رود. انتگرال عمل عکس مشتق است که فضای بین 2نقطه در منحنی را محاسبه می کند. محور مختصات = چارچوب. 

مینکوسکی صفات فضا و زمان را در نسبیت خاص در ریاضیات 4بعدی با ترکیب هندسه اقلیدس برای همزمانی 2رخداد، ربط محورهای مختصات بیان کرد. ریمان معادلات دیفرانسیل در مرزهای پیوسته و گسسته را پدید آورد. سری تیلور، تبدیلگرهای هیلبرت، معادله لاپلاس، هارمونیکها هم برای بیان ریاضی موج کاربرد یافتند.   

میدان بخشی از فضا شامل اجسام درون با خطهای میدان بین این اجسام است. نمونه: میدان گرانشی. در کیهان مریی 4نیروی بنیانی اند: 1-گرانش، الکترو مغناطیس، هسته ای قوی، هسته ای ضعیف. 1- نیروی گرانش ضعیفترین ربایش بین 2جرم است. نیوتن این نیرو را مساوی جرم و شتاب با F=ma نشان داد. 2- الکترومغناطیس بین ذرات باردار متحرک نسبت به یکدیگر اثر گذارد. این پدیده را ماکسول 1864 سپس گاوس، فارادی، آمپر با فرمول ریاضی میدان الکتریک و مغناطیس، جریان، بار تبیین کرده؛ 2 بخش دارد: الکتریسیته ساکن که در بین ذرات باردار ساکن وجود دارد. حرکت الکتریسیته تحت شرایطی مغناطیس پدید می آورد.

در بسیاری پدیده‌های روزانه آنها بکار رفته اند. مانند: سیم پیچ هسته فلزی با برق در ربایش ذرات آهن؛ نفوذناپذیری مواد جامد، اصطکاک کفش بر فرش، رنگین کمان، آذرخش، لوازم برقی رادیو، تلویزیون، لیزر، رایانه. الکترومغناطیس به صورت بنیانی بسیاری از ویژگی‌های شیمیایی عناصر، پیوندهای آنها در سطح کلان/ ماکروسکوپیک و ریز اتمی را تعیین کرده؛ مانند گرانش اثر زیاد ولی گسترده تر دارد. 

3-نیروی هسته‌ای ضعیف در زوال رادیواکتیو در شکافتن fission هسته ای بوده؛ بین لپتونها یعنی الکترون، میون، نوترینو و ناشی از واپاشی/ زوال هادرونها یعنی باریونها و مزونها ست. این نیرو در واپاشی هسته‌ای با تغییر مزه کوراک و جذب و تابش نوترینو رخ می دهد. واپاشی هسته ای -β و +β بوده؛ اولی از نوترون به ذره‌های دیگر واپاشی کند.  

الکترومغناطیس و نیروی ضعیف 2 جنبه از کهربایی ‌ضعیف یکپارچه اند. اینها اجزای ریزاتمی/ سوباتمیک سازنده ذرات اتم اند. در این نیرو، حامل‌های نیروی ضعیف، حجم زیادی از بوزون‌های W و Z واسطه اند؛ زوجیت پایدار نیست که دارای 3تقارن نسبت به چپ، راست و محور است. این کشف اولین گام بسوی تئوری اتحاد یا مدل استاندارد است.

4-نیروی هسته‌ای قوی، تنها بین اجزای هستهٔ اتم حدود MeV 100 است. با تغییر فاصله این اجزاء مقدار آن نیز تغییر می‌کند. در فاصله‌های بیش از ۱۰ ضربدر 10 بقوه 15- متر یعنی فاصله بین اجزای هسته اتم، نیروی قوی عملاً جذب ناپذیر است. در کشف هستهٔ اتم در ۱۹۰۵ کشف شد که در مقابل نیروی رانشی/ دفعی الکتروستاتیک بار مثبت پروتون هسته این نیرو مقاومت می کند. اگر این نیرو نباشد هستهٔ اتم ناپایدار شده. https://fa.wikipedia.org/wiki/  نیروهای بنیانی

 

منابع.  ‏2016‏/09‏/18

B. Russell, The Impact of Science on Society 1953 AMS PRESS, New York.

 

به بقیه گزیده های مقالات دکتر بیژن باران کلیک نماید  

 

 
 

admin@vatandar.at

 
 مدیر مسوول : انجنیر هما یوسفی
صاحب امتیاز : انجنیرنجیب یوسفی
کليه ی حقوق بر اساس قوانين کپی رايت  محفوظ و متعلق به وطندار می باشد