فیزیک نوین |مقالات|

ذرات تا بی‌نهايت ادامه دارند ...

خلاصه اي از تئوري معروف او:

دكتر حسابي يكبار تابستان براي مدت كوتاهي به ايران بازگشت و در خانه اي متعلق به آقاي جماراني تابستان را سپري مي كرد و در همين ايام در حين مطالعات به اين فكر افتادند كه »علت وجود خاصيتهاي ذرات اصلي بايد در اين باشد كه اين ذرات بي نهايت گسترده اند و هر ذره اي در تمام فضا پخش است و نيز هر ذره اي بر ذرات ديگر تاثير مي گذارد«. به اين ترتيب به فكر آزمايشي افتاد كه اين نظريه را اثبات و يا نفي كند . او با خود فكر كرد اگر اين تئوري صحيح باشد بايد چگالي يك ذره مادي به تدريج با فاصله از آن كم شود و نه اينكه يك مرتبه به صفر برسد و نبايد ذره مادي شعاع معيني داشته باشد. پس در اينصورت نور اگر از نزديكي جسمي عبور كند بايد منحرف شود و پس از اينكه محاسبات مربوط به قسمت تئوري اين نظريه را به پايان رسانيد پس از بازگشت به امريكا به راهنمايي پرفسور انيشتين در دانشگاه پرنيستون به تحقيقات در اين زمينه پرداخت. پرفسور انيشتين قسمت نظري تئوري را مطالعه كرد و دكتر حسابي را به ادامه كار تشويق كرد. دكتر حسابي به راهنمايي پرفسور انيشتين به تكميل نظريه پرداخت سپس يك سال ديگر در دانشگاه شيكاگو به كار پرداخت و آزمايشهايي در اين زمينه انجام داد. وي با داشتن يك انتر فرومتر دقيق توانست فاصله نوري را در عبور از مجاورت يك ميله اندازه بگيرد و چون نتيجه مثبت بود آكادمي علوم آمريكا نظريه دكتر حسابي را به چاپ رسانيد. برخي همكاران از نامأنوس بودن و جديد بودن اين فكر متعجب شدند و برخي از اين نظريه استقبال كردند.

شرح آزمايشهاي انجام شده و نتيجه آن:

در اثبات اين نظريه اگر در آزمايش, نور باريك ليزر از مجاورت يك ميله وزين چگال عبور داده شود, سرعت نور كم مي شود. در نتيجه پرتو ليزر منحرف ميگردد. هرگاه پرتو ليزر بطور مناسبي از ميان دو جسم سنگين كه در فاصله اي از هم قرار دارند عبور داده شود انحراف آن هنگام عبور از مجاورت جسم اول و سپس از مجاورت جسم دوم به خوبي معلوم ميشود و اين انحراف قابل عكسبرداري است. اين آزمايش گسترده بودن ذره را نشان مي دهد. بر طبق اين آزمايش انحراف زياد پرتو ليزر فقط در اثر پراش نبوده بلكه مربوط به جسم است. بر حسب اين نظريه هر ذره, مثلاً الكترون, كوارك يا گلويون نقطه شكل نيست بلكه بي نهايت گسترده است و در مركز آن چگالي بسيار زياد بوده و هر چه از مركز فاصله بيشتر شود آن چگالي بتدريج كم مي شود. بنابراين يك پرتو نور از يك فضاي چگالي عبور كرده و شكست پيدا ميكند و انحراف مي يابد.

اختلاف تئوري بي نهايت بودن ذرات با تئوريهاي قبلي:

در تئوريهاي قبلي هر ذره قسمت كوچكي از فضا را در بر دارد يعني داراي شعاع معيني است و خارج از آن اين ذره وجود ندارد ولي در اين تئوري ذره تا بي نهايت گسترده است و قسمتي از آن در همه جا وجود دارد. در تئوريهاي جاري نيروي بين دو ذره از تبادل ذرات ديگر ناشي مي شود و اين نيرو مانند توپي در ورزش بين دو بازيكن رد و بدل مي شود و اين همان ارتباطي است كه يبن آنها حاكم است و در تئوريهاي جاري تبادل ذرات ديگري اين ارتباط ميان دو ذره را ايجاد ميكند. مثلاً نوترون كه بين دو ذره مبادله مي شود, اما در تئوري دكتر حسابي ارتباط بين دو ذره همان ارتباط گسترده ايست كه در همه جا بعلت موجوديت آنها در تمام فضا بين آنها وجود دارد.

ارتباط اين تئوري با تئوري نسبيت انيشتين:

تئوري انيشتين مي گويد: خواص فضا در حضور ماده با خواص آن در نبود ماده فرق دارد, به عبارت رياضي يعني در نبود ماده, فضا تخت است ولي در مجاورت ماده فضا انحنا دارد. اگر بگوييم يك ذره در تمام فضا گسترده است در هر نقطه از فضا چگالي ماده وجود دارد و سرعت نور به آن چگالي بستگي دارد به زبان رياضي به اين چگالي مي توان انحناي فضا گفت

ارتباط فلسفي اين تئوري با فلسفه وحدت وجود:

در اين نگرش همه ذرات جهان بهم مرتبط هستند. زيرا فرض بر اين است كه هر ذره تا بي نهايت گسترده است و همه ذرات جهان در نقاط مختلف جهان با هم وجود دارند.يعني در واقع قسمت كوچكي از تمام جهان در هر نقطه اي وجود دارد

آشكارسازي ذرات عبارتست از فرآيندي كه در آن خصوصياتي مانند جرم ، انرژي ، بار الكتريكي ، مسير حركت و ... و در مجموع نوع يك ذره حامل انرژي كه در واكنش‌هاي هسته‌اي بوجود مي‌آيد، توسط دستگاهي (اغلب آشكارساز) تعيين مي‌شود.

ديد كلي

فرآيند آشكارسازي متشكل از يك دستگاه آشكارساز است كه بسته به نوع ذره تابشي و آشكارسازي خصيصه‌اي از ذره ، نوع دستگاه فرق مي‌كند. سهم عمده در آشكارسازي ذره توسط ماده‌اي متناسب با ذره تابشي در دستگاه آشكارساز انجام مي‌شود كه عبارت است از برهمكنش ذره باردار حامل انرژي با الكترونهاي مداري ماده آشكارسازي كه اين برهمكنش توسط مدارهاي الكترونيكي آشكارساز ، به يك پالس الكتريكي تبديل مي‌شود. عوامل موثر بر آشكارسازي ذرات در اين مقوله مورد بررسي قرار مي‌گيرد.

ذرات تابشي

واپاشي هسته‌اي يك فرآيند خودبخودي است، يعني سيستم بطور خودبه‌خودي ، از حالتي به حالتي ديگر تغيير مي‌كند. پايستگي انرژي ايجاب مي‌كند كه انرژي حالت نهايي پايين‌تر از حالت اوليه باشد. اين اختلاف انرژي به طريقي به خارج سيستم فرستاده مي‌شود. در تمام اين موارد ، اين امر با گسيل ذرات حامل انرژي بدست مي‌آيد كه اين ذرات يك يا تركيبي از گسيل الكترومغناطيسي ، گسيل بتا و گسيل نوكلئون است كه كلا مي‌توان ذرات تابشي را به دو بخش ، ذرات تابشي باردار حامل انرژي و ذرات بي‌بار حامل انرژي ، تقسيم‌بندي كرد.

ذرات تابشي باردار حامل انرژي

بار الكتريكي ذرات باردار حامل انرژي سهم مهمي در آشكارسازي ذره دارد. وقتي ذره تابشي از كنار اتمها عبور مي‌كند، به علت باردار بودن ، بر الكترونهاي مداري نيروي الكتريكي وارد مي‌كند. در اين برهم‌كنش انرژي مبادله مي‌شود كه باعث كند شدن حركت ذره تابشي و كنده شدن الكترونها از مدارشان مي‌شود. اين الكترونهاي جدا شده از مدار اساس بسياري از روشهاي آشكارسازي ذرات تابشي و اندازه گيري جرم ، بار ، انرژي و ... آنها است.

روش‌هاي كلي آشكار كردن ذرات باردار حامل انرژي

سه روش اساسي براي آشكار كردن ذرات باردار تابشي با استفاده از يونش وجود دارد :

يونش را مي‌توان قابل روئيت كرد، بطوري كه رد ذرات را بتوان ديد و يا عكسبرداري كرد.

وقتي كه زوج الكترون _ يون دوباره تركيب مي‌شوند، نور گسيل شده را با يك دستگاه حساس به نور مي‌توان آشكارسازي كرد.

با استفاده از يك ميدان الكتريكي مي‌توان الكترونها و يونها را جمع‌آوري كرد و از اين طريق يك علامت الكتريكي توليد كرد.

ذرات تابشي بي‌بار حامل انرژي

در آشكارسازي ذرات باردار حامل انرژي ، بار ذره عامل مهمي در آشكارسازي ذره بود ولي نوترونها و فوتونها (در ناحيه پرتوهاي ايكس و گاما) فاقد بار هستند، لذا روش‌هايي كه براي آشكارسازي آنها بكار رفته، كمتر از ذرات باردار است. احتمال برهمكنش نوترونها يا پرتوهاي ايكس و گاما با اتم يا هسته آن به‌صورت سطح مقطع كل بيان مي‌شود.

فوتونها (در ناحيه پرتوهاي ايكس و گاما)

پرتوهاي ايكس و گاما با الكترونهاي مداري ماده از طريق سه برهمكنش شناخته شده ، يعني اثر فوتوالكتريك ، پراكندگي كامپتون و توليد زوج الكترون _ پوزيترون برهمكنش مي‌كنند. براي پرتوهاي ايكس و گاما سطح مقطع كل با مجموع سطح مقطع‌هاي سه برهمكنش اساسي ياد شده در بالا برابر است.

نوترونها

نوترونها مي‌توانند پراكنده شوند و يا واكنشهاي هسته‌اي ايجاد كنند كه بسياري از اين واكنشها منجر به گسيل ذرات باردار حامل انرژي مي‌شود. تمام روشهاي آشكارسازي نوترونها در نهايت به آشكارسازي ذرات باردار منجر مي‌شود كه بعد از تابش نوترون به يك ماده خاص ذره باردار تابش مي‌شود. براي نوترون سطح مقطع كل با مجموع سطح مقطع‌هاي واكنش و پراكندگي برابر مي‌باشد.

اصول كار دستگاههاي آشكارساز

اصول كار اغلب دستگاههاي آشكارساز مشابه است. تابش وارد آشكارساز مي‌شود، با اتمهاي ماده آشكارساز برهمكنش مي‌كند (اثر تابش بر ماده) و ذره ورودي بخشي از انرژي خود را صرف جداسازي الكترونهاي كم‌انرژي ماده آشكارساز از مدارهاي اتمي خود مي‌كند. اين الكترونها و يونش ايجاد شده جمع‌آوري مي‌شود و توسط يك مدار الكترونيكي براي تحليل به صورت يك تپ ولتاژ يا جريان در مي‌آيد.

خصوصيات مواد آشكارساز بكار رفته در آشكارسازها

ماده مناسب براي آشكارسازي هر ذره بستگي به نوع ذره تابشي دارد.

براي تعيين انرژي تابشي بايستي تعداد الكترونهاي آزاد شده از ماده زياد باشد.

براي تعيين زمان گسيل تابش بايد ماده‌اي را انتخاب كنيم كه در آن الكترونها به سرعت تبديل به تپ شوند.

براي تعيين نوع ذره بايد ماده‌اي انتخاب شود كه جرم و بار ذره اثر مشخصي بر روي ماده داشته باشد.

اگر بخواهيم مسير ذره تابشي را دنبال كنيم، بايد ماده آشكارساز نسبت به محل ورود ذره تابشي حساس باشد.

انواع آشكارسازها

اتاقك ابر

اتاقك ابر متشكل از محفظه‌اي از هوا و بخار آب به حالت اشباع است. در اطراف يونهاي تشكيل شده از تابش ذرات باردار حامل انرژي ، قطره‌هاي آب تشكيل مي‌شود كه با نوردهي مناسب مي‌توان مسير حركت ذره را ديد يا عكسبرداي كرد.

اتاقك حبابي

اتاقك حباب متشكل از محفظه‌اي از مايع فوق گرم است. در اتاقك حباب وقتي به طرز ناگهاني از فشار كاسته مي‌شود، مايع شروع به جوشيدن مي‌كند. حبابها بر روي يونهايي كه در مسير ذرات باردار تابشي پرانرژي قرار دارند، تشكيل مي‌شوند كه مي‌توان آنها را روئيت كرد يا از آنها عكسبرداري كرد.

اتاقك جرقه‌اي

اتاقك جرقه متشكل از دو صفحه يا دو سيم موازي است كه ولتاژ قوي ميان هر جفت از صفحه‌ها برقرار است. در مواقعي كه جرقه‌هاي قوي بين دو صفحه زده مي‌شود كه به احتمال قوي جرقه‌ها در همان مسير حركت ذره باردار حامل انرژي است كه در گاز مربوطه يونش ايجاد كرده است كه مي‌توان آن را ديد يا عكسبرداري كرد.

امولسيون عكاسي

در مسير ذرات تابشي باردار حامل انرژي دانه‌هاي هالوژنه نقره تشكيل مي‌شود كه مي‌توان آن را پس از ظهور فيلم عكاسي روئيت كرد.

آشكارساز سوسوزن (سينتيلاسيون)

در يك بلور جسم جامد ، برهمكنش ذره باردار پرانرژي با الكترونهاي مداري باعث كنده شدن آنها مي‌شود. الكترون كنده شده وقتي در تهيجا (مدار الكتروني فاقد الكترون) مي‌افتد، نور گسيل مي‌كند. اگر بلور به اين نور شفاف باشد، عبور ذره باردار حامل انرژي با سينتيلاسيون يا سوسوزني نور گسيل شده از بلور علامت داده مي‌شود كه اين علامت نوري توسط اثر فتوالكتريك به يك تپ الكتريكي تبديل مي‌شود.

آشكارساز گازي

در آشكارساز گازي ذره باردار حامل انرژي در گاز پر شده ميان دو الكترود فلزي توليد زوج الكترون _ يون مي‌كند. ميدان الكتريكي از برقراري ولتاژ حاصل مي‌شود كه اين ميدان باعث شتاب الكترونها و يون‌ها به ترتيب به طرف الكترود مثبت و منفي مي‌شود. چون در مسير حركت با اتمهاي ديگر برخورد مي‌كنند، حركت آنها حركت سوقي است.

آشكارسازهاي حالت جامد يا نيم رسانا

اين نوع آشكارسازها از يك اتصال p - n ميان سيليسيم يا ژرمانيم نوع P و نوع n تشكيل يافته است. وقتي ولتاژي در خلاف جهت رسانش ديود اعمال مي‌شود، ناحيه‌اي تهي از حاملهاي بار در پيوندگاه بوجود مي‌آيد. هنگامي كه ذره باردار حامل انرژي در طول ناحيه تهي حركت مي‌كند، در نتيجه برهمكنش آن با الكترونهاي داخل بلور مسير با زوجهاي الكترون _ حفره معين مي‌شود. الكترونها و حفره‌ها جمع مي‌شوند و تپي الكتريكي در شمارشگر بوجود مي‌آيد.

طيف‌سنج‌هاي مغناطيسي

در طيف‌سنج‌هاي مغناطيسي از ميدان مغناطيسي يكنواخت استفاده مي‌كنند. اگر از يك منبع چند تابش مختلف داشته باشيم، وقتي ذرات باردار حامل انرژي تابشي وارد ميدان مغناطيسي يكنواخت مي‌شوند، مسيرهاي دايره‌اي متفاوت مي‌گيرند. از برخورد اين مسيرهاي دايره‌اي متفاوت با وسيله ثابتي مثلا فيلم عكاسي به تعداد ذرات باردار تابشي ، تصوير تشكيل مي‌شود.

آشكارساز تلسكوپي

آشكارسازي تلسكوپي متشكل از دو يا چند شمازشگر است كه در آن تابش به ترتيب از شمارشگرها عبور مي‌كند. شمارشگرهاي اوليه نازك هستند، بطوري كه ذره نسبتي از انرژي خود را به آنها مي‌دهد، ولي در آخرين شمارشگر بطور كامل انرژي ذره جذب مي‌شود. اين شمارشگر بيشتر براي زمان‌سنجي استفاده مي‌شوند.

شمارشگر تناسبي چندسيمي

اين شمارشگر به عنوان آشكارسازي كه نسبت به محل برهمكنش ذره حساس است، استفاده مي‌شود.

قطب‌سنج‌ها

اغلب براي اندازه گيري قطبيدگي تابش استفاده مي‌شود.

منبع : [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

به نقل از: [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

احمدرضا همتى مقدم

اوايل قرن بيستم مصادف با دو انقلاب بزرگ در نظريه هاى فيزيكى بود، يعنى مكانيك نسبيت و مكانيك كوانتوم. با شروع قرن بيستم مشخص شد كه فيزيك كلاسيك نيوتنى و ماكسولى قادر به پاسخگويى به مشكلاتى كه در بررسى اشيا و با اندازه هاى اتمى رخ مى دهد نيست. اما تا دهه 1920 هيچ نظريه اى قادر نبود به خوبى مسائل حوزه اتمى را تبيين كند. در سال ،1927 «هايزنبرگ» تلاش كرد حالت و تكانه يك الكترون را محاسبه كند. «هايزنبرگ» نشان داد انجام آزمايشى كه با آن بتوان حالت و تكانه يك الكترون را محاسبه كرد ناميسر است. از طرف ديگر هر محاسبه اى كه انجام دهيم، به سبب اختلافى كه ابزار محاسبه گر به وجود مى آورد، تقريبى خواهد بود. او استدلال كرد نه تنها عملاً محاسبه كردن امكان پذير نيست، بلكه به لحاظ نظرى نيز انجام محاسبه به طور دقيق ناميسر است. اما قبل از هايزنبرگ دانشمندان ديگرى در رشد و تكامل نظريه او سهيم بودند. يكى از اين دانشمندان «ماكس پلانك» بود. پژوهش هاى وى در خصوص تابش جسم سياه (جسمى كه همه پرتوهاى تابيده شده را جذب مى كند) نشان داد كه تابش انرژى به صورت جريانى متصل گسيل نشده بلكه گسيل آن در بسته هاى جداگانه موسوم به «كوانتوا» است (quanta). او با اين كشف توانست معادله اى را كه در جست وجوى آن بود صورت بندى كند يعنى hV = E كه «V» بسامد نور و «h» ثابت پلانك است كه عددى بسيار كوچك است و پيوسته در فرمول هاى فيزيك قرن بيستم تكرار مى شود.

اينشتين نيز در نظريه نسبيتش كار پلانك را مبنا قرار داد و تبيين نور بر حسب كوانتوم ها را يكى از اصول موضوعه بنيادى نظريه اش قرار داد. او با كشف اثر «فتوالكتريك» به رشد نظريه كوانتوم يارى رساند. اينشتين پى برد كه نور مركب از ذراتى به نام «فوتون» است. هنگامى كه جريانى از فوتون ها گسيل مى شوند تا به يك صفحه فلزى برخورد كنند الكترون هايى كه صفحه فلزى از آنها ساخته شده است كنده شده و آزاد مى شوند. در سال 1925 نيز «دوبروى» اعلام داشت الكترون ها ذره نيستند بلكه منظومه هايى از امواج اند. «شرودينگر» اين نظريه را گسترش داد و اعلام كرد نه فقط الكترون ها، بلكه فوتون ها، اتم ها و تمام مولكول ها را مى توان به منزله امواج دانست. «هايزنبرگ» در اين سال ها وارد صحنه مى شود. وى نشان داد با توجه به نوع معادله اى كه استفاده مى شود فيزيكدان ها مى توانند كوانتوم هاى نور را ذرات يا امواج محسوب كنند. او در تلاش هايش براى تعيين حالت و تكانه يك الكترون به اين نتيجه رسيد كه دشوارى اى كه در چنين محاسبه اى وجود دارد اين است كه الكترون كوچك تر از يك موج نورى است. چون براى مشاهده الكترون بايد از ميكروسكوپ استفاده كرد و هنگام استفاده از ميكروسكوپ از يك چشمه نور هم استفاده خواهيم كرد. چون بنابر اثر فوتوالكتريك اينشتين، فوتون هاى نور در حالت الكترون ها اختلال ايجاد مى كند در نتيجه در محاسبه حالت و تكانه يك الكترون با دو مشكل روبه روييم:

اول آنكه از هر نورى استفاده كنيم در حالت الكترون اختلال ايجاد مى شود و اگر از پرتوهاى گاماى راديوم استفاده كنيم چون آنها هم بسامد بالا دارند و هم موج هايى با طول موج هاى كوتاه تر از نور، در نتيجه در حالت الكترون اختلال ايجاد مى كنند. به اين ترتيب محاسبه حالت و تكانه الكترون عملاً و نظراً غيرممكن است. اين نظريه كوانتوم جديد به سرعت در حوزه عمل نيز موفقيت خود را ثابت كرد هم در شرح پديده هايى مانند پايدارى اتم ها و هم در پيش بينى جزئيات كمى مانند طول موج و شدت نورى كه اتم ها در هنگام تحريك گسيل مى كنند. در مكانيك كلاسيك نيوتنى، حالت يك سيستم در يك زمان خاص كاملاً با داشتن مكان و تكانه هر يك از اجزاى سازنده آن، مشخص مى شود. در نظريه مكانيك كلاسيك، معادلات حركت مى توانند تغيير حالت سيستم را مشخص كنند. لااقل در مورد سيستم منزوى ساده حل اين معادلات حالت سيستم را در همه زمان هاى بعدى مشخص مى كنند. با توجه به حالت اوليه و نيروهاى عمل كننده بر آن، مكانيك كلاسيك نظريه موجبيتى است. رفتار زمان هاى آينده سيستم منحصراً به وسيله حالت فعلى تعيين مى شود. در اين حالت يك مشاهده ايده آل حالت سيستم نه تنها موقعيت و تكانه دقيق هر يك از اجزاى سازنده آن را در يك زمان خاص تعيين مى كند بلكه پيش بينى حالت آينده دقيق آن را نيز ممكن مى سازد. اگرچه مكانيك كوانتوم از همان كميت هاى ديناميكى استفاده مى كند با اين حال براى سيستمى كه در مورد آن اعمال مى شود (مانند الكترون) حالتى را كه در آن همه كميت ها مقدار دقيقى داشته باشند مشخص نمى كند. در عوض حالت يك سيستم منزوى به وسيله يك مفهوم رياضى انتزاعى نشان داده مى شود. به طور نمونه يك تابع موج يا به طور كلى تر يك بردار حالت (بردارى كه از يك nتايى تشكيل شده است كه تعدادى ورودى و تعدادى خروجى دارد). اين بردار فقط نشان مى دهد كه يك اندازه گيرى از هر كميت ديناميكى سيستم با چه احتمالى، مقدارى مشخص را پيدا مى كند و هيچ يك از اين احتمالات نمى تواند معادل با يك يا صفر باشد. به علاوه هيچ تلاشى براى تعيين حالت اوليه سيستم از طريق اندازه گيرى كميت هاى ديناميكى نمى تواند اطلاعاتى بيش از آنچه يك بردار حالت به ما مى دهد فراهم كند. به طور كلى هيچ اندازه گيرى يا حتى تعيين نظرى حالت فعلى سيستم نمى تواند در چارچوب نظرى مقاديرى را كه در اندازه گيرى هاى يك كميت دلخواه ديناميك در زمان هاى بعدى مشاهد مى شوند، تعيين كند.

در اين معنا، نظريه مكانيك كوانتوم «غيرموجبيت گرايانه» است. مكانيك كوانتوم در دهه 1920 بحث هاى داغى را ميان فيزيكدانان ايجاد كرد كه در نهايت به «تفسير كپنهاگى» انجاميد. تفسير كپنهاگى به صورت كلى بيان مى كند كه كامل ترين توصيف يك سيستم در يك زمان معين تنها از نظر احتمالاتى پيش بينى رفتار آتى آن را ممكن مى سازد. اين تفسير كپنهاگى اشاره بر اين دارد كه جهان غيرموجبيتى است. آيا اين سخن به معناى نفى عليت است؟ عليت واژه مبهمى است. اگر عليت به اين معناست كه پديده هاى تكرارپذير قوانين طبيعى را تاييد مى كنند پس مكانيك كوانتوم نفى عليت نيست حتى اگر اين نظريه دلالت بر اين داشته باشد كه جهان نهايتاً غيرموجبيتى است. اگر عليت معادل با موجبيت (نظريه اى موجبيت گرايانه است كه آگاهى معين درباره رويدادهايى معين در زمان و مكان خاصى بدهد) است، پس عليت در چنين جهانى ناتوان است. اما آيا عليت مى تواند در يك جهان غيرموجبيتى وجود داشته باشد؟ اين سئوال و سئوالاتى مشابه بحث هاى دقيق فلسفى را ايجاد كرده است كه تا به امروز محل نزاع فيلسوفان است.

فلسفه علم _ نيكلاس كاپالدى. ترجمه على حقى. 1377.


منبع : [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

فيزيكدانان در هر گوشه اي از دنيا، از ماشين هايي با تكنولوژي پيشرفته جهت توليد ذراتي كه ضدماده ناميده مي شوند، استفاده مي كنند. فيزيكدانان بر اين باور هستند كه ضدماده در واقع تصوير آينه اي ماده است و تمام دنياي امروز ما فقط از ذرات مادي تشكيل شده است. همانگونه كه شما و تصويرتان در آينه كاملا يكسان هستيد فقط با اين تفاوت كه جاي چپ و راست عوض شده اند، يك ذره و پادذره اش هم يكسان هستند به استثناي اينكه بار الكتريكي مخالف هم دارند.

اين تحقيق، به احتمال زياد هيچ چيز موجود را تغيير نخواهد داد و مسلما هيچ شباهتي با كرمچاله (Wormhole) ندارد. كرمچاله مي تواند اين امكان را براي شما فراهم كند كه در يك لحظه از يك قسمت جهان به قسمت ديگر منتقل شويد. با اين حال اين تحقيق مي تواند به دانشمندان كمك كند تا منشأ و تركيب جهان را بشناسند. البته ذرات ضدماده كاربرد علمي هم پيدا كرده اند به عنوان مثال در تجهيزات پزشكي كه براي تصويربرداري از مغز جهت نشان دادن فعاليت ذهني به كار مي رود، ضدذرات نقش مهمي دارند. تا به حال عده كمي از مردم كه اغلب آنها را هم فيزيكدانان تشكيل مي دهند، توانسته اند ضدماده را مشاهده كنند.

ما بيشتر با ماده آشنا تر هستيم. آب، هوا، تلويزيون، هر آنچه كه مي بينيم، لمس مي كنيم، مي خوريم، مي نوشيم و هوايي كه تنفس مي كنيم، همه از ذرات كوچكي كه اتم ناميده مي شوند، ساخته شده اند. خود اتم ها هم از ذرات به مراتب كوچكتري به نام الكترون، پروتون و نوترون تشكيل شده اند. الكترون ها بار الكتريكي منفي و پروتون ها بار الكتريكي مثبت دارند و نوترون ها هيچ بار الكتريكي ندارند. يك اتم معمولي از تعداد مساوي الكترون و پروتون تشكيل شده است اما تعداد نوترون ها لزوما با آنها برابر نيست. تعداد پروتون هاي يك اتم مشخص مي كند، كه نوع اتم چيست به عنوان مثال اتم هيدروژن يك پروتون و يك الكترون دارد و نوترون ندارد.

هر نوع از ذره يك پادذره هم دارد. آنتي پروتون درست مانند يك پروتون است با اين تفاوت كه بار الكتريكي منفي دارد. يك پوزيترون آنتي الكترون از همه لحاظ مانند الكترون است به استثناي اينكه بار الكتريكي مثبت دارد. هر گاه كه پروتون و آنتي پروتون به هم برسند يا هنگامي كه الكترون و پوزيترون با هم برخورد كنند، همديگر را نابود مي كنند و اين نابودي منجر به توليد انرژي مي شود.

رالف لاندائو فيزيكدان در سرن سوئيس مي گويد: هنگامي كه درباره ضدماده با همكارانم صحبت مي كنم آنها خيلي در اين باره هيجان زده نمي شوند و معمولا مي پرسند كه ضدذره جديد كدام است و چگونه رفتار مي كند. اما هنگامي كه با افرادي غير از فيزيكدانان صحبت مي كنم آنها با چشماني خيره از تعجب نگاه مي كنند و انگار با مسائلي كاملا غير عادي مواجه شده اند. در آزمايشگاه سرن، لاندائو عضو گروهي است كه ATHENA ناميده مي شود. اين گروه فيزيكدانان براي اولين بار موفق شدند پوزيترون و آنتي پروتون را به هم اتصال دهند. نتيجه اين اتصال توليد اتم آنتي هيدروژن بود كه همانا ساده ترين آنتي اتم است. اصول نظري ساخت ضد ماده بسيار ساده است اما در عمل تجهيزات لازم، بسيار پيشرفته و البته گران هستند. دانشمندان در سرن از يك نوع ماشين مخصوص، براي توليد ضد ماده استفاده مي كنند. معمولا هنگامي كه اين پاد ذره ها ايجاد مي شوند، انرژي زيادي دارند.

به همين خاطر در داخل ماشين، آنها را در تونل هايي دايره اي به حركت درمي آورند. در بدو حركت اين پادذره ها در هر ثانيه يك ميليون دور در تونل حركت مي كنند اما با كمك ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي سرعت آنها را كاهش مي دهند و هنگامي كه ضد ذره ها از حركت باز ايستادند آنها را حفظ مي كنند تا با ضدذره هاي ديگر تركيب كنند و آنتي اتم به دست آورند. تا به حال آنتي هيدروژن اولين آنتي اتمي است كه توسط انسان خلق شده است. تكه هاي ضد ماده ساخته شده توسط انسان مي تواند پنجره اي رو به سوي لحظه هاي آغازين زمان باشد. لاندائو مي گويد: يكي از بزرگ ترين اسرار جهان اين است كه هنوز مكاني كه شامل ضد ماده باشد پيدا نشده است البته شايد شما هرگز درباره اين موضوع شبي را با بي خوابي سپري نكرده باشيد اما فيزيكدانان با اين قضيه درگير هستند. يك دليل را براي لزوم انديشيدن درباره ضد ماده بيان مي كنيم.

بسياري از فيزيكدانان بر اين باور هستند كه اگر جهان از انفجار بزرگ كه Big Bang ناميده مي شود، به وجود آمده است بايد مقدار ماده و ضد ماده در جهان به يك اندازه توليد شده باشد. اما مي دانيم كه هر گاه ماده و ضد ماده با هم برخورد كنند همديگر را خنثي مي كنند و هر دو نابود مي شوند. بنابراين مي بايست طي اولين چند ميلي ثانيه عمر جهان، پس از انفجار بزرگ اين دو نوع ذره به هم مي رسيدند و همديگر را نابود مي كردند. اما چنين نشده است شايد به اين خاطر كه در آغاز پيدايش جهان مقدار ماده اندكي بيشتر از ضدماده بوده است. لذا موقع برخورد اين دو نوع ذره، تمام ضدماده نابود شده است و ماده باقي مانده، تمام جهان امروز را تشكيل داده است.

دانشمندان مي خواهند دريابند كه چه چيز باعث عدم تعادل ماده و ضدماده در ابتداي پيدايش جهان شده است. براي اين منظور آنها آنتي اتم ها را مورد بررسي قرار مي دهند و با اتم ها مقايسه مي كنند و در جست وجوي تفاوتي ولو كوچك ميان آنها هستند. اين سئوالات بسيار مهم هستند زيرا اگر هيچ عدم تعادلي ميان ماده و ضدماده نبود، ما در حال حاضر وجود نداشتيم. روند پروژه كند است البته به خاطر نارسايي تكنولوژي موجود. محققان ATHENA مي توانند در هر ثانيه 100 اتم آنتي هيدروژن بسازند. با اين سرعت، ساخت يك گرم آنتي هيدروژن چندين ميليارد سال به طول مي انجامد و اين زمان بيشتر از عمر جهان است. از طرفي ديگر ذخيره ضدماده نيز بسيار دشوار است زيرا به محض آنكه ضدماده با ماده تماس پيدا كند نابود مي شود.

محققان در اين انديشه هستند كه چگونه آنتي اتم هاي بيشتري بسازند، آنها را به دام بيندازند و براي مدت طولاني نگه دارند. البته اين احتمال هم وجود دارد كه مقادير بزرگي از ضدماده در مكان هايي دور دست در فضاي بيرون به شكل ضدستاره يا ضدكهكشان وجود داشته باشد. اما كاوش هاي طولاني هنوز چيزي را نشان نداده است. اما لاندائو هنوز اميد خود را در اين باره از دست نداده است. اين امكان هم وجود دارد كه جهان هاي ديگري وجود داشته باشند كه ما قادر به ديدن آنها نباشيم و در آنجا برتري با ضدماده باشد. اما اينكه چرا حداقل يك مورد شبيه آن جهان در اين بخش از جهان ما وجود ندارد هنوز يك راز است.


منبع :شرق و ملاصدرا

اتم - ملكول - ساختار اتم

از مدتها قبل ،انسان مي داند كه تمام مواد از ذرات بنيادي يا عناصر شيميايي ساخته شده اند. از ميان اين مواد،مثلاً مي توان از اكسيژن ،گوگرد ،و آهن نام برد .كوچكترين ذره آهن ،يك اتم آهن و كوچكترين ذره گوگرد ،يك اتم گوگرد ناميده مي شود .
آهن خالص فقط داراي اتمهاي آهن است و گوگرد خالصل نيز فقط اتمهاي گوگرد دارد . اتمها جرمهاي گوناگوني دارند .سبكترين آنها اتم هيدوژن است .
اتمهاي آهن بسيار سنگينتر از هيدروژن و اتمهاي "اورانيم" از اتمهاي آهن سنگينترند ،يعني جرمشان بيشتر ايت .واژه اتم ،از بان يوناني گرفته شده و معناي آن در واقع "ناكسستني" يا "تقسيم ناپذير" است .
امروزه ما مي دانيم كه امها را هم مي توان به اجزاء كوچكتر تقسيم كرد.ولي به هر حال ،اگر مثلاً يك اتم آهن را درهم بشكنيم ،اجزاء شكسته شده ،و ديگر آهن نسيتند و خصوصيات آهن را ندارند به اين دليل است كه در بسياري از كتابهاي شيمي تعريف زير در باره واژه "اتم" آورده شده است :
"يك اتم كوچكترين سنگ بناي يك عنصرشيميايي است كه كليه خصوصيات ويژه آن عنصر را دارا بوده و در صورت تقسيم آن به اجزاء كوچكتر ،اين خصوصيات را از دست خواهد داد ".
اتمها در مقايسه با كليه چيزهايي كه ما در زندگي معمولي خود با آنها برخورد مي كنيم ،خيلي خيلي كوچك هستند .قطر يك اتم تقريباً سانتيمتر يا 8 - 10×1 سانتيمتراست . با ذكر يك مثال مي توان پي برد كه اتمها چقدر كوچك هستند :
برروي كره زمين تقريباً 5 ميليارد نفر زندگي مي كنند. اگر هر نفر را يك اتم حساب كنيم و با اين اتمها يك زنجير بسازيم طول اين زنجير به زحمت 50 سانتيمتر خواهد شد .
مولكول چيست؟ اتمها مي توانند براي ايجاد ذرات بزرگنر با يكديگر پيوند پيدا كنند و به اصطلاح "مولكولها " را تشكيل دهند.به عنوان مثال ،دو اتم اكسيژن با يكديگر تشكيل يك مولكول اكسيژن را مي دهند. در طبيعت اغلب اوقات اتفاق مي افتد كه امهاي عناصر مختلف به صورت مولكول با يكديگر اتحاد مي يابند .
يكي از معروفترين اين اتحادها مولكول آب است . كه ازيك اتم اكسيژن و دو اتم هيدوژن تشكيل شده است . يك مولكول آمونياك ،يك اتم نيتروژن وسه اتم هيدوژن دارد .
آب و آمونياك برخلاف اكسيژن و كربن عناصر شيميايي نيستند بلكه تركيبات شيميايي از عناصر متقاوت هستند .كوچكترين ذره چنين تركيبي مولكول ناميده مي شود .چنانچه يك مولكول آب را تجزيه كنيم خصوصيات آب از دست مي رود و فقط ذرات تشكيل دهنده آن يعني هيدروژن و اكسيژن باقي مي مانند كه خصوصياتي كاملاً متفاوت با آب دراند .
مولكولهانيز مثل اتمها به طرز غيرقابل تصوري كوچك هستند دريك ليوان ـآب معمولي تقريباً 6000000000000000000000000 يا 24 10×6 مولكول آب وجود دارد . اگر اين لوان آب را به ميزان مساوي بر روي تمام اقيانوسها و درياهاي كره زمين پخش كنيم درهر ليتر از آب درياها ،چندين هزار مولكول از آب ليوان وجود خواهد داشت .
ساختار اتم چيست ؟ تقريباً 75سال پيش "ارنست رادر فورد " در انگلستان مطلبي را كشف كرد كه فيزيك اتمي جديد را نبيان گذارد . اما اكنون به اين مطلب مي پردازيم .اين فيزيكدان بريتانيايي يك ورق نازك طلايي را مورد اصابت ذرات آلفا قرار داد تا در ون اتمها را شناسايي كند .
اگر مواد در يك چنين ورق فلزي بطور متناسب و يكنواخت پخش بودند ذرات آلفا درهمان مسير پرواز خود به حركت ادامه مي دادند،اگر چه در اين حالت كمي از سرعت ذرات آلفا كاسته مي شد. تمام "ذرات آلفا" تقريباً به همين شكل رفتار كردند .البته تعداد كمي نيز كاملاً از مسير خود منحرف شدند درست مثل اينكه به يك گلوله كوچك اما خيلي سنگين برخورد كرده باشند "رادرفورد " از اين آزمايش چنين نتيجه گيري كرد كه تقريبا تمام جرم اتم طلا در يك هسته بسيار كوچك وناچيز تمركز يافته است .
هسته اتم كشف شده بود.امروز ه ما دقيقاً مي دانيم ساختار اتم چيست ."اتم ماننديك منظومه شمسي كوچك است ". در مركز اتم يك هسته بسيار كوچك قرار دارد كه از نظر الكتريكي داراي با ر مثبت است و تقريباً تمام جرم اتم را تشكيل مي دهد به دور اين هسته ذرات كوچك و بسيار سبكي كه داراي بار الكتريكي منفي هستند يعني الكترونها در حركت هستند.
اتمها ي سنگين تر ين فلزات در وقاع داراي "ساختماني اسفنجي " هستند و تقريبا فقط از فضاي خالي تشكيل شده اند اگر هسته اتم را به برزگي يك گيلاس فرض كنيم ،ساختمان اتم با مدارهاي اكتروني خود تقريبا به بزرگي "كليساي دم " در شهر كلن خواهد بود .
قطر هستهه اتم تقريبا برابر سانتيمتر يا 12- 10سانتيمتر مي باشد به عبارت ديگر 100ميليارد هسته اتم دركنار هم زنجيري به طول يك ميليمترخواهند ساخت .
ساده ترين اتم هيدروژن است . دراين اتم فقط يك الكترون به دور هسته بسيار كوچكي مي گردد . در شرايط عادي اين اكترون فقط پنج ميليارددم سانتيمتر يا 9- 10×5 سانتيمتر از هسته فاصله دارد .اما اين الكترون مي تواند روي مدارهاي دور تري نسيت به هسته نيز قرار گيرد و در اينجاست كه متاسفانه و جه تشابه بين اتم و منظومه شمسي از بين مي رود .
حركت الكترون فقط روي مدارهاي ويژه و معين يا به عبارت ديگر"تراز انرژي " مشخصي امكان پذير مي بادش در حالي كه سياره ها در هر فاصله دلخواهي از خورشيد مي توانند حركت كنند مثلا اگريك الكترون از يك مدار داخلي يا به عبارت ديگراز يكتراز پر انرژي تر به يك مدارداخلي يا يك تراز كم انرژي تر منتقل شود مقدار انرژي به شكل يك ذره يا "كوانت نوري " يا "فوتون" رها مي وشد چون فقط مدارها يا ترازهاي انرژي كاملاً معيني وجود دارد در نتيجه فقط ذره هاي نوري يا انرژي كاملاً معيني نيز منتشر خواهند شد و به عبارت ديگردرنمودار موجي طول موجهاي كاملا معيني پديدار مي شوند كه انسان ار روي آنها مي تواند درتمام كيهان يك انم هيدروژن را باز شناسايي كند.
اين مطلب براي ساير عناصر شيميايي نيزصادق است زير بناي علم "طيف نگاري و طيف شناسي " مي باشد كه به كمك آن مثلا مي توان تشخيص داد چه نوع اتمهايي در آتمسفر خورشيد وجود دارند .


منبع : physicsir.com

اعماق ماده

بخش اول

درك بشر از طبيعت، از يكسو مداوما از نزديك به دور پيش ميرود، به كاتگوريهاي وسيعتر بسط پيدا ميكند و در گستردگي طبيعت پيشرفت ميكند. از سوي ديگر، درك بشر مداوما از سطح به عمق ميرود، بيش از پيش به سطوح عميقتر ساختارهاي مادي ميرسد و بسوي عمق طبيعت راه مي گشايد.

تاريخ تكامل علوم طبيعي، مارش پيروزمندانه بشر به گستره و عمق طبيعت را ثبت كرده است. نوع بشر در ابتدا فقط پديده هاي مختلف را مي ديد. بعدها بشر پديده هاي گوناگون متعدد را به چندين ميليون نوع از اجزاء متشكله تقسيم كرد و معلوم شد كه اين اجزاء نيز بنوبه خود متشكل از اتمهاي ده ها و صدها عنصر شيميائي هستند.

انسانها بعد از اينكه به ساختار اتمها عميقتر پرداختند، بدين نيز پي بردند كه همه اين اتمهاي بيشمار متشكل از پروتونها و نوترونها و الكترونها هستند. اين مهمترين ذرات را به اصطلاح ذرات "اوليه" مي نامند. با تكامل بيشتر علوم نه فقط شمار ذرات "اوليه" مداوما به ده ها عدد افزايش يافت بلكه بيش از پيش نشان داد كه يك ذره "اوليه"، اولين نبوده و ميتواند باز هم تقسيم شود. اين نام بسيار غيرعلمي است. در حال حاضر ميدانيم كه اين ذرات نه فقط ذره كه موج نيز هستند. برخي افراد به اين ذرات، عنوان ساده "واويكل" (موجذره) را داده اند كه در واقع خصوصيات كليدي اين اجسام ـ ميكرو را منعكس ميكند.

جدائي و تداوم در دنيا، انواع گوناگون پديده ها وجود دارند ـ اجرام و غبار آسماني، كوهها و اقيانوسها، موجودات ارگانيك و "چيزهاي بيجان". آيا در پس اين تنوع پديده ها چيز مشتركي وجود دارد؟ آيا بين اين تنوع لايتناهي وحدتي وجود دارد؟ اين سئوال نوع بشر را وا مي دارد كه گام به گام از دل انواع گوناگون پديده هاي سطحي بسوي جوهر آنها پيشروي كند. بقول انگلس "بنابراين، در اينجا كل ماترياليسم خودروي ابتدائي را مي بينيم كه از آغاز كار، بطور بسيار طبيعي انتظار دارد در تنوع لايتناهي پديده هاي طبيعي، وحدتي موجود باشد." (ديالكتيك طبيعت)

تنوع دنياي مادي فقط ميتواند در ماده بودن متحد باشد. پديده ها با يكديگر اختلافات بيشمار دارند، اما همه آنها ماده هستند. با اين وجود، در دوران باستان بواسطه سطح پايين پراتيك توليدي، انسان هنوز قادر به تجريد مقوله "ماده" از اشكال مشخص مادي گوناگون نبود. آنها بناگزير "درون چيزي مشخصا فيزيكي، درون يك چيز معين، بدنبال (اين وحدت) ميگشتند." (ديالكتيك طبيعت، انگلس)

آنها هميشه در پي يافتن چيزي بودند "كه همه پديده ها از آن تشكيل شده باشند، نخست از درون آن بظهور رسند و نهايتا درون آن حل شوند." اين "عنصر و اصل كل هستي" چيست؟

ابتدا برخي افراد اين نظريه را مطرح كردند كه يك نوع ماده مطلقا دائمي وجود دارد. در يونان باستان، تاليس اعلام نمود كه آب، اساس همه پديده هاست. آناخيمينس، هوا را عنصر اصلي و پايه اي دانست. در چين، در دوره "دولتهاي در حال جنگ" ، نويسنده "گوانتزي" نيز فكر ميكرد، آب "خون و هواي تنفسي كره ارض" است. "يانگ كوان" كه در دوره "سه پادشاهي" مي زيست گمان ميكرد كه "زمين و آسمان از آب ساخته شده است." و بسياري از ماترياليستها نيز در چين باستان فكر ميكردند كه اين عنصر پايه اي، هواست. آنها وارث نظريات "سونگ خيان" و "يي ون" در دوره "بهار و پاييز" بودند كه هوا را "جوهر ماده" معرفي ميكردند. آنها فكر ميكردند كه زمين و آسمان، "طبيعت متشكل از هوا" بوده و هوا "ماده اساسي" كائنات است؛ آنها فكر ميكردند كه همه پديده ها "اشكال عيني" (انباشت شده، تلف شده و تغيير يافته اي) است كه يك ماده اساسي يگانه، يعني هوا بخود گرفته است.

آنها در دنياي مادي در پي يافتن يگانگي از ميان چندگانگي بودند؛ يعني چيزي كه تبارز وحدت ماده باشد. اين ماترياليسم بود. پديده هاي سيالي نظير آب، آتش و هوا، برخلاف اجسام (جامد مجزا)، همگي ادامه دار بودند. "آب جاري بلاانقطاع". آب را ميشد با حجمش سنجيد (مثلا در يك منبع)، يا ميشد آن را بگونه اي ظاهرا بي انتها به قطرات يا ذرات ريز تقسيم كرد. بقول "هان في" : "هر چيزي كه شكل داشته باشد را ميتوان بسادگي بريد و تقسيم كرد." چرا؟ "اگر شكل داشته باشد، پس طولي دارد. اگر طول داشته باشد، پس اندازه اي دارد." براي مثال، يك چوب نيم متري را در نظر بگيريد. اگر امروز آن را نصف كنيم و فردا نصفه ديگر را دو نيم كنيم، ميتوانيم اينكار را تا 10 هزار سال ادامه دهيم و هنوز آن نيم متر چوب تمام نشده باشد.

ماده مسلما تا بينهايت قابل تقسيم است. انسانها در دوران باستان از برخي اشكال مشخص ماده استفاده ميكردند تا فكر خود در مورد تقسيم پذيري لايتناهي ماده بروز دهند و بدين ترتيب، به لحاظ عيني ديالكتيك را بيان كنند. اما تقليل همه چيز به يك شكل مشخص و معين ماده، بمعناي ساده كردن بيش از حد مسئله است. اگر آب يا هوا را بدين طريق تقسيم كنيم، آب كماكان آب باقي مي ماند و هوا كماكان هوا. يعني فقط در كميت تقسيم صورت گرفته و كيفيت هيچ تغييري نكرده است. انگلس اين را "تقسيم پذيري مجرد، ابديت بد" ناميد. (ديالكتيك طبيعت) اين نوع "تقسيم پذيري مجرد"، كاملا صوري، گول زننده بوده و در اساس بهيچوجه تقسيم پذيري نيست. اگر همه چيز از اين ملاط عام تشكيل شده باشد، پس چگونه كائنات ميتواند متنوع باشد؟ چنين "وحدتي" يكجانبه ميشود.

اين فكر فقط "وحدت" را تشخيص مي شناسد و تنوع را منحل ميكند؛ و بنابراين به ضد خود تبديل ميشود. عبور از مسير تقسيم پذيري مجرد، شخص را به نسبيت گرائي و منطق گول زننده ميكشاند. ماكروكوزم (دنياي بزرگ) چنين است؛ ميكروكوزم (دنياي كوچك) نيز چنين است؛ دنياي كوچك فقط تصوير كوچك شده دنياي بزرگ است. در يونان باستان، برخي افراد تصور ميكردند هر ذره همانند كل دنياي ماست: شهرهاي مسكوني و مزارع شخم زده وجود دارند و خورشيد و ماه و ستارگان موجودند. ميگوئيد دنياي شما بزرگ است اما ساكنان يك دنياي كوچك نيز احساس نميكنند كه دنياي آنها كوچك است. بنابراين هيچ تفاوتي بين بزرگ و كوچك وجود ندارد. "كل دنيا بزرگتر از پياز يك تار مو نيست؛ و كوه تاي نيز كوچك است." (ژانگزي) سوراخ سوزن به بزرگي دنياست. "در هر منفذ پوست بودا، همه بوداها، همه مكان ها، همه زمان ها، همه خوبي ها وجود دارد." (آموزه هاي بودا) هر منفذ به بزرگي كل دنياست. بزرگ نيز كوچك است، كوچك نيز بزرگ است، و هيچ معيار عيني براي پديده ها وجود ندارد. آنها به پديده هاي عجيب و غير قابل درك تبديل ميشوند.بعلاوه، اين بحث كه كل دنيا چيزي جز يك نوع "ماده اوليه" نيست، در را بروي ايده اليسم مي گشايد.

از آنجا كه "ماده اوليه" همه كاره است، پس ديگر يك ماده معمولي نيست. يعني بايد يك چيز خاص، فراتر از ماده، فراتر از طبيعت باشد. ارسطو چنين چيزي را "اتر" يا يك چيز ماوراء الطبيعه، فراتر از طبيعت، كه ساخته ويژه خداست، ناميد. پيروان كنفوسيوس در چين، گاهي "هوا" را كه موضوع بحث ماترياليستها هم بود ميگرفتند و به يك چيز مرموز و فراتر از ماده تبديل ميكردند. آن را "هواي كبير" ـ يك ماده معنوي جهانشمول ـ مي ناميدند. آنها همچنين موعظه ميكردند كه دنيا در خداي تفكيك ناپذير، يا در "اراده آسماني" وحدت وجود يافته است.

برخي ماترياليستها با تز تداوم مطلق مخالفت كردند. شما ميگوئيد چوب نيم متري را ميتوان تا بي نهايت تقسيم كرد. اما وقتي آن را به خاك اره تبديل كرديد مسلما ديگر نميتوانيد تقسيمش كنيد! هوا را در نظر بگيريد. شما در آفتاب ميتوانيد ذرات ريز غبار را در هوا ببينيد. در باغ ميتوانيم گرده ريز مطبوعي كه از گل ها برخاسته را استشمام كنيم. همه اينها نشان ميدهد كه برخي پديده هاي غير قابل تقسيم وجود دارند. آنها با حركت از اين تجارب، نتيجه متضادي ميگرفتند: همه چيز در دنيا از ذرات ريز تشكيل شده كه بعد از حدي از تقسيم، ديگر نميتوان آنها را تقسيم نمود.

در يونان باستان، "ليوسيپوس" و "دمكريتوس" اين ذرات را "اتم" ناميدند. مكتب "مو" در چين طي دوران بهار و پاييز، اين ذرات را "نقطه پاياني كه نميتوان آن را خردتر كرد" خواند. "پايان تقسيم پذيري" بدين معناست كه ذره به آخرين حد خود رسيده و ديگر نميتواند تقسيم شود. آنها جنبه تقسيم پذيري نسبي ماده را ميديدند. در آن زمان اين نقطه نظري انتقادي بود كه جنبه گول زننده تقسيم پذيري مطلق را نشانه گرفته بود. يك معيار عيني براي اندازه ماده وجود دارد. تفاوتهاي كمي موجودند. سوراخ سوزن با دنيا فرق دارد. اين بازتاب جنبه تقسيم ناپذير ماده است. وقتي ما آب را به ملكول هاي آب تقسيم كرديم، تا آنجا كه در چارچوب آب بحث ميكنيم، ديگر نميتوان تقسيمش كرد. اگر ما يك ملكول آب را باز هم تقسيم كنيم به دو اتم هيدروژن و يك اتم اكسيژن تبديل ميشود و ديگر آب نيست. انگلس گفت كه در فيزيك ما "كوچكترين ذرات... معيني" را قبول ميكنيم؛ "در شيمي، تقسيم پذيري يك حد معين دارد." (ديالكتيك طبيعت) بعلت اين تقسيم پذيري نسبي، ملكولها و اتمها ميتوانند وجود داشته باشند كه اين نقطه شروع تكامل فيزيك و شيمي است.

اما تقسيم پذيري اتمها نيز فقط ميتواند نسبي باشد نه مطلق. اگر كسي تقسيم پذيري را مطلق ببيند، ماده را بعنوان يك چيز مطلقا مجزا در نظر گرفته و ادامه دار بودن آن را نفي ميكند. بدين ترتيب شخص به ايده اليسم و متافيزيك مي رسد. نيوتون چنين بود. او فكر كرد هر چه ماده بر اثر تقسيم كوچكتر شود، محكمتر ميشود. و زمانيكه اندازه اش به حد ميكرو رسيد، آنچنان محكم و پايدار خواهد شد كه هيچ نيروئي غير از خدا قادر به تقسيم آن نيست. اين منطق ايده اليسم عيني است.

ايده اليسم ذهني، تقسيم پذيري را از جانبي ديگر تحريف ميكند. "بركلي" و "هيوم" هر دو فكر ميكردند كه چون ماده فقط مجموعه اي از احساسات است، بنابراين آنچه كوچكترين ذره قابل رويت براي انسان بود، تقسيم ناپذير است. "يك پديده نميتواند جدا از ذهني كه آن را تصور نموده موجوديت داشته باشد." (مقاله جديد درباره قدرت تصور، بركلي)


ادامه دارد ...

اعماق ماده

بخش دوم

نيوتون بر مبناي تئوري اتمها، "تصويري از دنياي اتمي" ترسيم نمود. همه اجرام آسماني كه از اتمهاي جداگانه تشكيل شده و خلاء كائنات را نقطه وار پر كرده اند، بي وقفه بر حسب قوانين حركت مكانيكي در فضاي مطلق حركت ميكنند. همه تغييرات و تكامل پديده ها در دنيا هيچ چيز نيست مگر تجمع و تجزيه اتمها. مهم نيست كه پديده ها چه اندازه تغيير كنند، منشاء تغييرات آنها يكي است. از آنجا كه اتمها خود توسط خداوند آفريده شده اند، هرگز تغيير نمي يابند. بنابراين، تا وقتيكه انسان حركت اتمها را بفهمد، ميتواند "گذشته و آينده را بداند"؛ همه چيز را بداند. بدين طريق، مكانيك نيوتوني به "حقيقت نهائي" تبديل شد.

بنابراين بنظر مي آمد كه تداوم مطلق و جدائي مطلق، غير قابل دفاع است. اين يك تضاد است. "كانت" اين تضاد را عميقا مد نظر قرار داد و يك "آلياژ انعطاف پذير" پيشنهاد كرد: درست است كه گفته شود هر چيز در دنيا از پديده هاي تقسيم ناپذير و مطلقا ساده تشكيل شده است. زيرا فقط يك پديده مطلقا ساده ميتواند يك پديده اوليه باشد. در غير اينصورت هيچ چيز پيچيده اي كه از چنين پديده هاي ابتدائي تشكيل شده باشد وجود نخواهد داشت، و در دنيا هيچ چيز نميتواند موجود باشد. به همين ترتيب، اين نيز صحيح است كه گفته شود هيچ چيز مطلقا ساده اي وجود ندارد. هر چيز نوعي پديده مطلقا تقسيم پذير است؛ زيرا پديده هر قدر هم كه ساده باشد بايد حجمي از فضا را اشغال كند و بنابراين ميتواند مداوما تقسيم شود. "آلياژ" كانت تضاد را آشكار ساخت و اين سئوال را فرموله كرد. اين يك شرط ضروري براي پيشروي بسمت ديالكتيك و ارتقاء شناخت بشر بود. اما كانت تضاد را حل نكرد. بالاخره پديده هاي عيني تقسيم پذيرند يا تقسيم ناپذير، تداوم دارند يا جدا هستند؟

جواب كانت چنين بود: كسي نميداند.

او فكر كرد كه پديده هاي عيني بهر حال غير قابل فهم هستند. اگر بر فهم آنها اصرار ورزيد، آنگاه تضاد ايجاد ميشود. بنابراين، اين تضاد فقط زائيده "توهمي" است كه از توانائي ذهني ادراكي و احساسي انسان بر ميخيزد و بر "منطقي استوار است" كه "از نتايج حركت ميكند تا به دلايل برسد." بدين ترتيب كار كانت از آشكار ساختن تضاد آغاز شده و به پوشاندن و به سازش كشاندن آن منتهي ميشود و به اپريوريسم ايده اليستي در مي غلتد.در مورد اين مسئله، حرف هگل صحيح بود كه ميگفت: انقطاع و تداوم "هر يك به تنهائي حاوي حقيقت نيست، فقط در وحدت اين دو حقيقت وجود دارد." انگلس گفت: "ماده، هم تقسيم پذير است و هم ادامه دار؛ و در آن واحد، هيچيك از اين دو نيست. اين نكته مسلم است و اينك تقريبا به اثبات رسيده است." (ديالكتيك طبيعت) بعدها، هر گام در تكامل علوم طبيعي مداوما اين اظهاريه علمي انگلس را به اثبات رسانده و محتواي غني اشكال گوناگون ماده را بعنوان وجودي ادامه دار و جداگانه آشكار نموده است.

جسم و حوزه (ميدان)

بشر براي فهم ساختار ماده، نخست ماده را به دو شكل متضاد مشخص طبقه بندي كرد. بشر در ابتدا، مقوله "جسم" (چيز واقعي) را از همه اشكال ديگر ماده، تجريد نمود. خصوصيت اجسام، محكم بودنشان است. نيوتون اين نظر را جلو گذاشت كه همه اجسام از اتمها، كوچكترين ذرات اجسام، درست شده اند. يك اتم، يك ذره مطلقا مجزا و مشخص مادي كروي است. اتم "محكم، منسجم، سخت، غير قابل نفوذ" است.

بدين معني، اتم يك چيز محكم ايده اليزه شده است، يك جسم فوق العاده فشرده است. خصوصيت اساسي اتم، تقسيم ناپذيري آنست. هيچ "فضاي بازي" درون اتم وجود ندارد. "نه آب ميتواند به درونش نفوذ كند و نه سوزن ميتواند درونش فرو شود." با اين وجود، "استحكام" بدون "تهي بودن"، "چيزي بودن" بدون "چيزي نبودن" وجود ندارد. اشياء خالي نيستند؛ هر تهي بودني از بيرون بر اشياء احاطه دارد.

در زندگي عادي ما شاهد پديده هاي گوناگون هستيم: ستارگان، كوه ها، خانه ها، خاك و شن … همه اينها جسم هستند. اما اينها قادر به پر كردن كل فضا نيستند. آنچه فضاي بين ستارگان پراكنده و پخش شده را پر مي كند خلاء است. بين بيشه ها زمينهاي خالي وجود دارد. حتي درون يك دانه شن فضاي خالي وجود دارد. اگر اجسام موجودند پس بايد تهي بودن هم موجود باشد. به همين خاطر بود كه دموكريتوس بهنگام ارائه تئوري اتمها گفت درجهان "فقط اتمها و تهي ها واقعي هستند." تهي يك مكمل ضروري جسم است.

اين نشان مي دهد كه دنياي مادي همواره وحدت بين انقطاع و تداوم است. اگر ماده را بعنوان اجسام مطلقا جداگانه در نظر بگيريم آنوقت ضرورتا درك وارونه اي از تداوم ماده از دل فضاي تهي بدست مي آوريم. تخالف استحكام و تهي بودن، تخالف بين چيز واقعي و چيز خالي است. يعني بين "آنچه هست" و "آنچه نيست". اين نخستين "تقسيم يك به دو" در پروسه شناخت بشر از دنياي مادي است.اما چگونه استحكام و تهي بودن، يا "آنچه هست" و "آنچه نيست" با يكديگر متحد مي شوند؟

كداميك اساسي است.

"لائودان" چنين پاسخ داد كه "هر چيز در جهان از "آنچه هست" بر مي خيزد و "آنچه هست" از "آنچه نيست" بر مي خيزد." (فصل 40 از كتاب لائوتسي) بر مبناي اين حرف نبود اساسي است. و جسم حالت منتج شده دارد. اين مونيسم ايده آليستي است. "في وي" از سلسله جين (420 ـ 265 بعد از ميلاد مسيح) در ضديت با گفته بالا و "در دفاع از آنچه هست" چنين نوشت كه همه چيز در دنيا بايد از "آنچه هست" برخيزد و نمي تواند از "آنچه نيست" منتج شود. اين مونيسم ماترياليستي است. نيوتن در تحليل نهائي يكي از طرفداران "آنچه هست" بود. او اتم را بعنوان نماينده كلي اجسام در نظر مي گرفت و از آن براي ترسيم يك تصوير كلي از طبيعت كه در آن، ماده بطور خالص مقوله اي جداگانه بوده و تداوم كاملا به تهي بودن مطلق ربط داده شده، استفاده مي كرد.

وحدت بين جداگانه بودن و تداوم در ساختار دروني ماده توسط نيوتن بعنوان تضاد بين ماده و عدم وجود توصيف شد. از يكطرف يك شئي مطلقا جامد وجود دارد و از طرفي ديگر يك چيز تهي كه مطلقا هيچ چيز نيست. دنيا بين ايندو نيمه غير مرتبط دافع يكديگر تقسيم شده است. نيوتن نمي توانست اين جوانب متضاد را با هم متحد كند. بالاخره او تهي بودن را چيزي عالي تر از ماده در نظر گرفت و از طرفداري "آنچه هست" به "پرستش آنچه نيست" چرخيد. چگونه فضاي مطلق نيوتن مي تواند "مطلق" باشد؟ اولا يك قدرت جاذبه متقابل بين اجرام آسماني وجود دارد. ثانيا اجرام آسماني به خلاء گسترده نور ساطع مي كند. اين دو پديده نيز مي بايد نشانگر انواع معيني از تداوم ماده باشند.

نيوتن در مواجهه با اين واقعيت براي حفظ فضاي مطلق خود فقط مي توانست توضيح مصنوعي زير را ارائه دهد: قدرت جاذبه بين اجرام آسماني نوعي از "عمل از راه دور" است كه نيروي خود را بر فضائي كه كماكان خالي است اعمال مي كند. شعاع نور نوعي از ذرات جاري است كه توسط اجرام آسماني پراكنده شده و به فضاي تهي بي پايان پرتاب گشته است. موفقيت مكانيك نيوتوني در توضيح حركت مكانيكي موقتا متزلزل بودن استدالالش بر سر ايندو مسئله را پوشاند.اما در اين دنيا اين به اصطلاح تهي بودن مطلق كجاست؟ آيا هوا كل فضاي نزديك كره ارض را پر نكرده است.

بنابريان بشر همچنان تصور مي كرد كه در فضاي گسترده كائنات احتمالا نوعي از ماده ادامه دار در هر كجا وجود دارد. (اتر يا هوا). گفته مي شد كه كائنات، اقيانوس مداومي از اتر است كه يك "طبيعت متشكل از هوا است" مي باشد. بقول "ژانگ زي" : "كائنات خالي نمي تواند بدون هوا باشد." بعدها دكارت در فرانسه و "حوي ژنس" در هلند مطرح كردند كه همه فضاي كائنات با ذرات اتر پر شده است و اين ذرات به يكديگر پيوسته و يك واسط ادامه دار را شكل داده اند. ذرات يك ديگر را مي فشرند و پديده اي سيال را تشكيل مي دهند. و همين سيالهاست كه ماه را به چرخش گرد زمين و زمين را به چرخش گرد خورشيد مي راند. نور هم از امواج اتر تشكيل شده كه منتج از لرزش اجسام هستند. درست همانطور كه وزش باد "بر روي يك بركه موج ايجاد مي كند."

تا قرن نوزدهم، فاكتهاي تجربي بيش از پيش نشانگر خصلت حركت موجي نور بود. نور درست مثل يك موج آب است و ميتواند گرداگرد موانع به پيش رود. تئوري حركت موجي نور به يك پيروزي تعيين كننده دست يافت. اتر جايگزين تهي شد. تخالف جسم و تهي (خلاء) بر تخالف جسم و اتر راه گشود. بدين ترتيب جهان مادي تقسيم ميشود، هرچند حلقه هاي ناگسستني همچنان وجود دارند.

تضاد بين جداگانه بودن و تداوم در ساختار ماده، خود را بعنوان تخالف دو نوع متفاوت از اشكال مادي بروز ميداد و البته اين در مقايسه با تهي بودن مطلق مرموز يك پيشرفت بزرگ بود.در قرن نوزدهم، شناخت انسان از اشكال ادامه دار ماده بواسطه تحقيقاتي كه در مورد پديده الكترومغناطيس انجام شد، پيشرفت كرد. براي مثال، بر اثر عبور جريان برق از سيمي كه دور يك سوزن مغناطيسي پيچيده شده، سوزن در جهت عمود بر سطح سيم چرخش ميكند. اين چه نيروئي است كه باعث چرخش سوزن مغناطيسي ميشود؟ نيروهاي نيوتوني فقط ميتوانند در راستاي خط مستقيمي كه دو جسم را بهم مرتبط ميكند عمل كنند.

بوضوح اين "نيرو" از نوع ديگري است و خصوصياتي كاملا متفاوت دارد. يعني نيروي الكترومغناطيسي كه كاملا با نيروي مكانيكي فرق دارد. اين نيرو در نزديكي قطبهاي مغناطيسي و جريان الكتريكي فعال است. "فاراده" براي تشريح تاثير نيروي الكترومغناطيس به ارائه "خطوط نيروي مغناطيسي" و "خطوط نيروي الكتريكي" بسيار پرداخت كه تقليدي از شيوه موجود در علم مكانيك مايعات يعني استفاده از "خطوط موجي" براي تشريح حركت مايعات بود. سوزنهاي مغناطيسي يا جريانات الكتريكي توسط يك نيرو بر راستاي خطوط نيروي مغناطيسي و خطوط نيروي الكتريكي عمل ميكنند. هر چه "خطوط" كلفت تر باشند، "نيرو" قويتر است. بدين ترتيب، بر مبناي شكلبندي خطوط نيروي مغناطيسي و الكتريكي ميتوان شكل حركت الكترومغناطيسي اجسام را ترسيم نمود.

بدين طريق، با انباشت خطوط بصورت سطوح و انباشت سطوح بصورت احجام، يك "حوزه" (ميدان) ساخته شد. حوزه هاي الكتريكي و حوزه هاي مغناطيسي متقابلا به يكديگر تبديل ميشوند، بنابراين يك ميدان الكترومغناطيسي شكل ميگيرد. در گذشته استفاده از جريان يابي اتر براي توضيح حركت امواج نور خيلي مصنوعي بود. حال ديگر خيلي سر راست تر بود كه ميدان هاي الكترومغناطيسي بعنوان نوعي واسط كه فضا را پر ميكند در نظر گرفته شوند، بدين شكل كه تاثير الكترومغناطيسي را انتشار ميدهند. بنابراين، ميدان از اينجا تكوين يافت و بجاي اتر نشست و به نماينده سراسري شكل ادامه دار ماده تبديل شد.اما بار ديگر همان سئوال قديمي مطرح شد: چگونه اين دو نوع شكل مادي متحدند؟


ادامه دارد ...

اعماق ماده

بخش سوم

برخي افراد تصور ميكردند كه اجسام ـ ذرات همانند آجر و سنگ هستند و حوزه ها مانند سيمان. و كائنات از چسبيدن اين دو به يكديگر ساخته شده است. بدين طريق، جداگانه بودن (انقطاع) در اجسام تبارز مي يافت و تداوم در حوزه ها، اما اين دو اساسا و مطلقا جدا و بي ارتباط با هم باقي مي ماندند. وحدت بين جدائي و تداوم ساختار مادي بعنوان يك پيوند خارجي ميان دو شكل كاملا متفاوت از اشكال مادي باقي مي ماند. اين كماكان دواليسم در برخورد به مسئله ساختار مادي است. اين تعبير، "اينشتين" را قانع نكرد. او كوشيد از ميدان، از اين نوع شكل مادي، براي وحدت بخشيدن به دنيا استفاده كند. او يك "ميدان وحدت يافته" ساخت كه همه چيز را در بر ميگرفت و يك "تصوير جهاني ميدان" را ترسيم ميكرد.

اين در مقايسه با تصوير جهاني اتمها كه توسط نيوتون مطرح شده بود، جنبه تداوم ماده را منعكس ميكرد. اما ميدان نيز نميتواند حد كمال شناخت بشر از ساختار مادي باشد. "ميدان وحدت يافته" انيشتين نه فقط بيرحمانه ميخواهد اجسام را در ميدان منحل كند، اجسام ـ ذرات را به "اجزائي از ميدان" تقليل دهد، بلكه بيرحمانه ميخواهد همه چيز را "متحد كند." بدين طريق، ميدان به چيزي شبيه آتش، آب يا هواي انسان باستان تبديل ميشود. يعني بار ديگر پديده اي بعنوان سرمنشاء مطلقا تقسيم ناپذير همه چيز ارائه ميشود.

هنگاميكه اين ميدان وحدت يافته را تشخيص داديد، ديگر ميتوانيد همه چيز از كائنات گرفته تا ذرات را بفهميد و به حقيقت نهائي دست يابيد. بدين ترتيب، اينشتين نيز به بيراهه اي گام نهاد كه نيوتون با تئوري خود در باب اتم بدان كشيده شده بود.

در چند ساله پاياني قرن نوزدهم، دروازه اتم گشوده شد. انسان عميقا در مورد اسرار اتم تحقيق كرد. روشن شد كه اتم يك نوع شيئي مطلق نيست، درون آن نيز ذرات و ميدانها وجود دارند، يك دنياي ديگر. انسان نخست الكترون را يافت. اين نخستين جايگاه دنياي اتمي بود كه انسان شناخت. بعدا كشف شد كه در مركز اتم يك هسته سخت وجود دارد كه شامل بيش از 59ر99 درصد از جرم اتم است اما فقط چند كوادريليون حجم اتمي را در برميگيرد. اين هسته اتم است. هسته اتم حامل بار مثبت است و الكترون حامل بار منفي. بين اينها يك ميدان الكتريكي موجود است كه اين دو را بهم پيوند ميدهد.

افراد بر اين مبنا يك سيستم سيارات را در مورد اتم ارائه دادند. هسته اتم نظير خورشيد است، و الكترونها مانند سيارات كه هسته را در مسير مدارهاي معين از طريق عمل ميدان الكترومغناطيس دور ميزنند. درست مثل سيارات كه خورشيد را از طريق عمل ميدان جاذبه دور ميزنند. "يك غبار، يك دنيا"، يك اتم بسيار كوچك در يك منظومه شمسي كوچك. بعدها اين نيز كشف شد كه هسته اتم هم چيزي مطلقا جداگانه و تقسيم ناپذير نيست. درون هسته اتم، نوترون ها و پروتونها وجود دارند كه توسط نيروي قدرتمند (عمل متقابل ميدان "مزون" ) محكم به يكديگر پيوسته اند.چگونه ممكنست اجسام مطلق (مطلقا يكپارچه) وجود داشته باشند؟ درون اجسام "يكپارچه"، باز هم اجسام و ميدان هاي بيشتري وجود دارند.

درون ساختار مادي، اجسام و ميدانها بهم مرتبطند، در هم تداخل ميكنند، در هم منتشر ميشوند و بهم وابسته اند. براي نمونه اتم هيدروژن را در نظر بگيريم. قطر آن حدودا 10 سانتيمتر به قوه 8 - است. اما قطر هسته آن فقط 10 سانتيمتر به قوه 13 - است. يعني 100 هزار بار كوچكتر. يعني اجسام يك اتم بروي هم (هسته اتمي و الكترون) فقط يك هزار تريليونيم كل حجم آن را شامل ميشود. بقيه اين حجم گسترده تماما ميدان الكترومغناطيسي و ميدان جاذبه است. براي تشبيه، اگر يك اتم هيدروژن را به اندازه يك سالن بزرگ كنيم، هسته اتم مثل يك دانه كنجد در وسط سالن خواهد بود و الكترون مثل يك ذره غبار كه بموازات ديوار در هوا ميچرخد. چگونه چنين اتمي ميتواند "يكپارچه" باشد؟

پروتون و نوترون درون هسته نيز فقط يك چند دهم كل حجم هسته را شامل ميشوند و بقيه را ميدان الكترومغناطيسي، ميدان جاذبه و ميدان مزون پر كرده است. چگونه اين را ميتوان يك جسم (محكم) به حساب آورد؟ و اين موجذره هاي بسيار درون اتم نيز خود به دو گروه تقسيم ميشوند: "هادرون" ها (گروه سنگين) و "لپتون" ها (گروه سبك). اينها حكم آجر و سنگ را دارند. بعلاوه ميدان هاي مزون و ميدانهاي فوتون هم هستند كه نقش سيمان را بازي ميكنند.

تخالف جداگانه بودن (انقطاع) و تداوم عميقا در داخل اتم نفوذ دارد. انگلس ميگويد: "ديالكتيك هيچگونه خطوط سخت و سريع، هيچ چيز غيرمشروط، هيچ "يا اين، يا آن" عموما معتبر را نمي شناسد." (ديالكتيك طبيعت) ذرات و ميدان ها از هم متفاوت و بهم مرتبطند. در اينجا تداوم درون انقطاع وجود دارد. يك جسم (يكپارچه)، "يكپارچه" نيست. مهم نيست كه آجرها چقدر سخت باشند. حتي درون يك قطعه آهن هم فضاي خالي وجود دارد. بعلاوه، انقطاع نيز درون تداوم وجود دارد. درون سيمان نيز ذرات موجودند. (مقولات) ذره و ميدان فقط اسامي عامي است كه منطبق بر سطح معيني از تكامل علم بوده و محصول مرحله معيني از شناخت انسان از ساختار مادي است. تكامل علم در حال نفوذ به رده هاي عميقتر اشكال مادي است. اين تكامل بيش از پيش روشن ميكند كه آنها ( "يا اين، يا آن" نبوده، بلكه) "هر دو" هستند و خطوط سخت و سريع در كار نيست.

ماجراهاي عرصه كوچك : رفتار عجيب موجذره

ذرات و امواج

تكامل بيشتر علوم نشان ميدهد كه ساكنان دنياي اتمي ـ موجذرات ـ خود هم جداگانه (مشخص) اند و هم ادامه دار. "اشياء فقط در حركت است كه چگونگي خود را آشكار ميسازند." (نامه انگلس به ماركس، 30 مه 1873) و موجذرات دقيقا در حركت است كه خود را هم بمثابه ذرات بنمايش ميگذارند و هم بمثابه امواج.

نور چيست؟ بشر در قرن نوزدهم فكر ميكرد كه نور فقط يك موج الكترومغناطيسي است. اما برخي آزمايشات در اواخر قرن 19 نشان داد كه انرژي امواج الكترومغناطيسي نه بشكل مداوم، بلكه بشكل پرشي (يعني يكي يكي) تشعشع مي يابد. درست همانطور كه هنگام خريد اجناس و پرداخت پول، سكه اي وجود دارد كه كوچكترين واحد محسوب ميشود و ديگر قابل تقسيم نيست، بهنگام تشعشع يا جذب انرژي توسط پديده ها نيز كوچكترين واحد انرژي موجودست كه ديگر قابل تقسيم نيست. اين واحد را يك "كوانتوم انرژي" يا فقط "كوانتوم" مي نامند. كميت انرژي، مشخص است. معنايش اينست كه جسم در حال حركت (در برگيرنده انرژي) نيز يك ذره مشخص است كه يك "فوتون" خوانده ميشود.

نور نه فقط بمثابه موج، كه بمنزله ذره هم وجود دارد. از طرف ديگر، بعدا كشف شد كه ذرات نيز داراي موج (ويژگيها) هستند. امواج الكترون، امواج نوترون، امواج فوتون وجود دارند. ذرات فقط مثل "كوه يخ و قطرات باران" نبوده بلكه نظير "ابر متحرك و آب جاري" نيز هستند. يك شعاع الكتروني، نظير يك شعاع نوري، هنگام عبور از يك سوراخ كوچك، يك ميدان انكسار موج وار نيز ايجاد ميكند. مضافا اين امر نشان ميدهد كه الكترون نه فقط يك ذره، بلكه يك موج هم هست. خلاصه آنكه موجذرات، خواه الكترونها و خواه فوتونها، يا بقولي آجر يا سيمان، همگي شبيه "هنرپيشه اي هستند كه دو نقش ايفاء ميكند." همگي آنها هم جداگانه اند و هم ادامه دار، و هر دو هم بمثابه ذره موجوديت دارند و هم موج. واقعا اينطور است كه: "درون ذره، موج است و درون موج، ذره."

با اين وجود، كار علم صرفا تشخيص دوگانه بودن اشياء ريز (ميكرو) بمثابه موج و ذره نيست. علم بايد اين امر را "مورد بررسي قرار دهد كه اضداد چگونه ميتوانند وجود داشته باشند و چگونه مشخص (ويژه) هستند (چگونه به چيزي ويژه تبديل ميشوند) " (لنين، يادداشتهاي فلسفي، جلد 38 مجموعه آثار) و بررسي كند كه اين دوگانگي چگونه در ساختار مشخص اشياء ريز "جاي ميگيرد."

اين كار دشواري است. اگر امواج، لرزه هاي ميداني بوده و ذرات، توده "گلوله" هائي است كه مستقيما از يك پديده شليك شده، چگونه اين دو ميتوانند متحد باشند؟ برخي گفتند كه در تحليل نهائي، يك موج وجود دارد. امواج گوناگون متعدد با هم تداخل ميكنند، يك تاج موج با تاجي ديگر منطبق ميشود و يكديگر را تقويت ميكنند. اگر تاج هاي متعدد امواج در يك نقطه تمركز يابند، يك "بسته موجي" را تشكيل داده و به يك ذره تبديل ميشوند. اما اين بسته موجي بسيار بي ثبات بوده و خيلي ساده از ميان ميرود و نميتواند خصلت ذره اي خود را حفظ كند. برخي افراد هم ميگفتند كه در تحليل نهائي يك ذره وجود دارد. ذرات در پروسه حركت بالا و پايين ميروند. يكي ديگري را ميكشد و لرزه ها را شكل ميدهد، و لرزه ها بشكل موج انتشار مي يابند.

اين درست مثل سفر در كوه و كمر است. اتوموبيل در مسيري موج وار حركت ميكند. اين در واقع همان ديدگاه قديمي مكتب كلاسيك در باب ذرات است. اين ديدگاه نميتواند سئوال قديمي انكسار و تداخل نور را حل كند. مكتب كپنهاك به رهبري "بوهر" يك توضيح جديد از دوگانگي اشياء ريز بمثابه هم ذره و هم موج ارائه داد. به عقيده آنها يك جسم ريز بمثابه يك چيز جداگانه، يك ذره است. اما وقتيكه بطور پياپي تحت شرايط مشابهي ظاهر شود، در بعضي نقاط بيشتر و در بعضي نقاط كمتر بنظر مي آيد. غلظت آن در نقاط گوناگون به شكل متفاوتي توزيع ميشود، قله ها و دره ها را در جاهاي مختلف شكل ميدهد، و درست مثل يك موج است. اين را يك "موج احتمالي" مي نامند.

اگر ما الكترونها را دانه دانه از يك سوراخ ريز عبور دهيم و بر يك صفحه تصويرشان كنيم، در ابتدا فقط ميتوانيم آنها را يكي پس از ديگري به صورت نقاط پراكنده ببينيم. الكترونها به اينجا و آنجا اصابت ميكنند، و خود را بسيار "آزاد" جلوه ميدهند. اما وقتي تعداد كل الكترونهائي كه از سوراخ ريز ميگذرند را بسيار زياد كنيم، حلقه هاي متحدالمركز متناوبا سايه روشن ظاهر ميشوند. نواحي تاريك نشانگر نقاطي است كه الكترونهاي كمتري اصابت كرده، و نواحي روشن نشانه اصابت الكترونهاي بيشتر است. تا جائي كه به يك الكترون جداگانه مربوط ميشود، معين نيست كه چه مسيري را در پيش ميگيرد و به كجا اصابت ميكند. ما فقط ميتوانيم از احتمال اصابت آن به يك نقطه معين صحبت كنيم. در كل ناحيه اي كه الكترون ميتواند به آنجا اصابت كند، يك توزيع احتمالات ادامه دار عادي شكل گرفته است، يعني يك "ميدان احتمالات".

بنابراين، وحدت بين خصلت ذره اي و موجي يك الكترون در واقع در وحدت بين خصلت ذره اي آن و توزيع احتمالاتي كه در حركت بنمايش ميگذارد نهفته است. موج الكتروني با موج نوري (فوتون) فرق ميكند. اين نوع ويژه ديگري از موج است، يعني "موجي" كه توسط احتمالات ذره اي كه در نقاط مختلف حركت ميكند شكل گرفته است. بر مبناي اين توضيح: درون يك اتم، همانند حلقه هاي يك الكترون حول هسته اتم، نميتواند يك مدار و جايگاه دقيق وجود داشته باشد. الكترون ميتواند اينجا باشد و نباشد. اصل مسئله فقط اينست كه الكترون درون يك "ابر الكتروني" جاي گرفته و هيچ راهي براي مشخص كردن محل دقيق آن وجود ندارد. امواج احتمالات نشان ميدهد كه بين ذرات جداگانه همچنان ارتباطاتي موجود است. اينها نشانگر تداوم بين ذرات از طريق امواج احتمالات است. اين بازتاب تضاد موجذرات است كه هم جداگانه اند و هم ادامه دار. بنظر مي آيد كه جداگانه و ادامه دارند، و نه جداگانه اند و نه ادامه دار. اين شامل جداگانه بودن درون تداوم و تداوم درون جداگانه بودن است.

چرا چنين تضادي در كار است؟ اين را فقط از طريق ساختار دروني موجذرات ميتوان توضيح داد. زيرا كماكان سطوح ساختاري عميقتري زير موجذرات وجود دارند كه خود ميتوانند باز هم تقسيم شوند. با اين وجود، به اعتقاد مكتب كپنهاگ اين نوع ارتباط، "انتخابي آزادانه" بر مبناي اراده آزادانه خويش بوده و هيچگونه تصادفي در كار نيست. الكترونها هيچ ردي از رفت و آمد بر جاي نميگذارند، بلكه فقط بر "صفحه نوراني" با هم ظاهر ميشوند. و تا آنجا كه به علت اصابت يك الكترون با يك نقطه خاص بر صفحه نوراني مربوط ميشود، هيچگونه نشانه اي وجود ندارد كه بتوانيم آن را رديابي كنيم، هيچ شاخصي وجود ندارد كه به ما اجازه پيش بيني بدهد. هيچ پديده ماقبل و مابعدي وجود ندارد كه بتوانيم درباره اش فكر كنيم. آدم فقط ميتواند از انواع مختلف "ابزار" استفاده كند تا موجذرات خود را در برخي آزمايشات بمثابه ذره، و در برخي ديگر بمنزله موج بروز دهند. و اينها دو جنبه دافع يكديگر و مكمل هم هستند كه "تصويري از دنياي مكمل ها" را تشكيل ميدهند.

معنايش اينست كه ماده خود را اينجا بمثابه ذره و آنجا بمثابه موج بروز ميدهد. امروز ذره است و فردا حوزه. هر يك از اين دو جنبه متناوبا برجسته ميشود. يكي بدون ديگري كاري از پيش نميبرد. نيوتون ميگفت كه در دنيا فقط ذرات وجود دارند. اينشتين ميگفت كه در دنيا فقط حوزه ها وجود دارند. مكتب كپنهاگ ميگفت كه نيمي از دنيا از ذره تشكيل شده و نيمي ديگر از حوزه. نيمي منقطع است و نيمي ادامه دار. و اين دو نيمه بسادگي با يكديگر همراه شده اند "دو در يك تركيب شده است" مسئله بي كم و كاست همين است.

چنين نتيجه اي از كجا برميخيزد؟ به گفته "هايزنبرگ": "درست همانگونه كه آرزوي يونانيان بود، ديگر ما تنها جسم اوليه كه واقعا موجوديت دارد را پيدا كرديم." اين جسم، كوانتوم انرژي است يعني "ذره اوليه" كه "كوچكترين واحد غير قابل تقسيم هر ماده اي است." (سئوالات فلسفي مربوط به فيزيك هسته اي، 1948) اين كوانتوم، حد نهائي تحليل را تعيين ميكند. بشر درون اين محدوده ميتواند يك كميت معين را دقيقا اندازه گيري كند. ميتواند به هزار و يك طريق مناسبات گوناگون خارج "كوانتوم" را مورد بررسي قرار دهد، اما بمحض عبور از اين محدوده و ورود به درون كوانتوم، همه چيز نامشخص ميشود.


ادامه دارد ...

اعماق ماده

بخش چهارم

اگر شما بخواهيد محل دقيق ذره را مشخص كنيد، سرعت را نميتوان معين نمود. اگر بخواهيد سرعت را مشخص كنيد، آنگاه مكان نامشخص خواهد شد. خلاصه اينكه، دقيقا به علت غير قابل تقسيم بودن كوانتوم، جسم ريز هم بصورت ذره ظاهر ميشود و هم موج. و ما فقط ميتوانيم آنها را بمثابه ذره يا بمثابه موج توصيف كنيم. اين توصيف نهائي ما از اجسام ريز است. درك ما از دنياي مادي فقط تا اين حد ميتواند جلو برود و بايد همينجا متوقف شود. اگر تقسيم پذيري مطلق ماده را نافي شويد، بناگزير به بيراهه "حقيقت نهائي" مي رويد. چگونه ممكنست برخي چيزها باصطلاح مطلقا غير قابل تقسيم باشند؟

دنياي اتمي، پيچيده و فناناپذير بوده و با تكامل علوم، بشر حتما به جوانب بيشتري از اين دنيا نفوذ خواهد كرد، اشكال و نحوه بروز اجسام ريز را بيشتر درك خواهد كرد. "كوانتوم"، الكترون يا فوتون، هر يك " "نقطه عطفي" در يك سلسله بخش بندي شده لايتناهي هستند. اينها (كل) سلسله را شامل نميشوند، بلكه تفاوتهاي كيفي را مشخص ميكنند." (نامه انگلس به ماركس، 16 ژوئن 1867) اين نقاط عطف، وحدت بين تقسيم پذيري مطلق و تقسيم ناپذيري نسبي هستند. اگر الكترون و فوتون را نتوان تقسيم كرد، شناخت ما به حد نهائي رسيده است. آنگاه چه كاري براي دانشمندان باقي مي ماند؟ "ماده اوليه" در كار نيست. يك موجذره، نوعي "ذره اوليه" نيست و هنوز قابل تقسيم است. موجذره يك صفت مشخصه بسيار مشهور دارد. يعني تحت شرايط معين، فورا تغيير كرده و بي وقفه متحول ميشود.

"در شرايط معين هر جنبه متضاد درون يك پديده به ضد خود تبديل ميشود." (مائوتسه دون، درباره تضاد) تغيير و تبديلات همواره وابسته به تضادهاي دروني است. يك در درون به دو تقسيم ميشود. بدون تضاد دروني بين پروتون و نوترون درون هسته راديوم، ذره آلفا تشعشع نمي يابد و خود را به "رادون" تبديل نميكند.

پديده ها بي علت بوجود نمي آيند. اگر باد وزيدن نگيرد، موج در كار نخواهد بود. اگر تضاد نباشد، هيچ تحولي صورت نخواهد گرفت. اين يك قانون جهانشمول است. بطريقي مشابه، تغيير و تبديلات متقابل موجذرات نشانگر تقسيم پذير بودن آنهاست. موجذرات حاوي تضادهاي دروني هستند.در غرب يك نظريه وجود دارد كه موجذرات را تماما "برابر" ميداند. بدين صورت كه بين موجذرات فقط رابطه متقابل "من به تو وصلم، تو به من وصلي" برقرار است. بدين ترتيب رابطه، عينيت واقعي را به خاك ميسپارد.

طبق اين ديدگاه، نهايتا نه فقط هيچگونه "ساختاري در هر سطح" وجود ندارد، بلكه هيچ "ذره اي" و هيچ چيزي بمثابه "حوزه" هم موجود نيست. و بنابراين مسلم است كه هيچگونه باصطلاح "تضادهاي دروني" موجذرات هم وجود ندارد. اين نظريه فقط از ارتباطات خارجي پديده ها استفاده ميكند تا تضادهاي دروني آنها را منحل نمايد. تصوير سه بعدي و در هم تنيده بناي عمودي (سلسله سطوح مختلف ساختار مادي) و افقي (بخش بندي هر سطح) دنياي مادي در "آئينه مسخره" اين نظريه، بشكلي يك بعدي از بخش بندي افقي در مي آيد و تحريف ميشود. يعني هيچ نشاني از عمق عمودي ندارد.

نظريه ديگري بحث از اين ميكند كه موجذرات فقط "نقاط هندسي" بوده و ساختار دروني ندارند. پس چگونه ميتوانند تغيير و تبديل يابند؟ اين نظريه براي توضيح اين تحولات مجبور است از ذراتي ياد كند كه از هيچ سربلند ميكنند و بي علت ناپديد ميشوند. اما هر چه اشعه يك ذره كوچكتر باشد، انرژي آن بزرگتر است. "نقاط هندسي" بينهايت بايد حامل يك انرژي بزرگ بينهايت باشند. اين نظريه در يك طاس لغزان گريز ناپذير گرفتار مي آيد. تكامل علوم طبيعي، خود مداوما تقسيم پذيري موجذرات را تاييد ميكند.

در دهه 1950، "س. ساكاتا"ي ژاپني اين نظريه را ارائه كرد كه در گروه "هادرون ـ مزون" موجذرات، سه "ذره بنيادين" پايه اي تر وجود دارد كه وحدت اضداد آنها بقيه "هادرون"ها و "مزون"ها را تماما شكل ميدهد. متعاقبا برخي افراد بر پايه مدل "ساكاتا" چنين مطرح كردند كه همه ذرات در گروه "هادرون ـ مزون" از سه "هادرون بنيادين" تشكيل شده اند كه "كوارك" نام گرفتند. در سالهاي اخير، برخي افراد ديگر در ادامه مطرح كردند كه حتي يك نوع واحد "كوارك" كماكان ميتواند "رنگهاي" مختلف يا صفات مشخصه مختلف داشته باشد. و اين نشان ميدهد كه "كوارك ها" بواقع "بنيادين" نبوده بلكه داراي اختلافاتي هستند.

بتازگي يك مدل "ذره جزئي" هم ارائه شده است. برخي افراد بر مبناي نتايج آزمايشاتي كه نشان ميداد الكترونهاي حاوي انرژي بسيار هنگام اصابت به يك پروتون، نه به يك توپ يكدست بلكه به بعضي نقاط جداگانه برخورد ميكنند، به اين نقطه رسيدند كه پروتون احتمالا از "ذرات جزئي" تشكيل شده كه از پروتون هم كوچكترند. در حال حاضر، علم از زواياي گوناگون به دنياي دروني موجذرات ميپردازد. "هايزنبرگ" در مواجهه با واقعيات تكامل علمي، به جستجوي "ذره اوليه"اي پرداخت كه پايه اي تر از موجذره باشد. اين يك پيشرفت بود. اما او كماكان فكر ميكرد كه همه "ذرات پايه اي" اساسا يكسان هستند و تضادي وجود ندارد. او فكر ميكرد كه اين ذرات يك "حوزه ابتدائي" را شكل ميدهند كه دربرگيرنده تمامي حوزه هاي موجذره بوده و حاوي هيچگونه تضادي نيست.

اينست باصطلاح "نظريه حوزه متحد" وي كه قرار است "نظريه اي نهائي" باشد كه كل شناخت بشري از ساختارهاي مادي را به يك ضربت از دور خارج كند. او كوشيد در دنياي كوچك يك حد پايينتر براي كائنات ترسيم كند. درست مثل اينشتين كه كوشيد در دنياي بزرگ، "حوزه متحد" را بمثابه يك حد بالاتر براي كائنات ترسيم نمايد. هر دو كار عبثي است. "هايزنبرگ" فقط يك گام به پيش برداشت، اما بعد دوباره به عقب بازگشت و به منجلاب متافيزيك درغلتيد. مي بينيد اين جهانبيني متافيزيكي چقدر سرسخت است.

موجذرات به چه طريق تقسيم خواهند شد؟ اين نميتواند يك طريق عادي باشد و نميتوان تجربه قديمي را كوركورانه بكاربست. مولكول به اتمها، ميدان جاذبه و ميدان الكترومغناطيسي تقسيم ميشود. اتم به هسته اتمي، ميدان الكترومغناطيسي و الكترون تقسيم ميشود. هسته اتمي به پروتون، نوترون و حوزه هسته اي تقسيم شده است. در هر سطح، همگي اينها شكل جديدي از وحدت بين ذره و حوزه است. همه اينها نقاط عطف جديد هستند و همگي بلحاظ كيفي تفاوت دارند.

موجذرات به چه تقسيم خواهند شد؟ به چه اشكالي؟ ممكنست به شكل جاري وحدت ذرات و حوزه ها تقسيم شوند. همچنين ممكنست كه يك تغيير كيفي بزرگ صورت بگيرد و به يك شكل مادي جداگانه جديد و يك شكل مادي ادامه دار جديد تقسيم شود. اينها ميتوانند چيزهاي جديدي متفاوت از ذرات و حوزه هائي كه تا بحال ميشناسيم باشند. احتمال دارد كه آنها كوچكتر و كوچكتر شوند، اما اين احتمال هم وجود دارد كه به بزرگتر و بزرگتر تقسيم شوند. چيزي كه از موجذرات بيرون كشيده ميشود احتمال دارد "چاقتر شود". يعني بزرگتر از زماني شود كه درون موجذره قرار داشت.

اين ممكنست به تكوين رابطه جديدي ميان جزء و كل بينجامد. چه چيزي ايجاد خواهد شد؟ اين يك سئوال علمي مشخص است. ماده، تنوع لايتناهي دارد، تقسيم مشخص ماده نيز تنوع لايتناهي دارد. ماترياليسم ديالكتيك هرگز براي صدور فرمان به عرصه هاي ديگر پا نميگذارد، در مورد اين سئوال به نتيجه گيري نمي پردازد، خود را جانشين علوم طبيعي نميكند. ما از تقسيم صحبت ميكنيم. يك به دو تقسيم ميشود. اين يعني "تقسيم يك وحدت به اضداد دافع يكديگر." معنايش اينست كه درون هر شكل از ماده، تضادها وجود دارند.

كل تاريخ تكامل علوم طبيعي نشان داده كه: صاف و ساده در دنيا هيچ چيزي بمثابه "ماده اوليه"اي كه حاوي تضادها نيست، وجود ندارد. هرگاه پديده نويني ظاهر شده بود، بعنوان "ماده اوليه" تصوير گشت. در مورد عنصر چنين بود، در مورد اتم چنين بود. ميدان جاذبه و ميدان الكترومغناطيسي چنين بودند. موجذره نيز چنين است. اما اين زياد طول نميكشد. "تا بحال فكر ميكرديم ما به چنان موضعي ارتقاء يافته ايم كه هزار كيلومتر جلوتر است. اما معلوم شد كه فقط يك طبقه بالا رفته ايم." پديده هائي اوليه تر از "اوليه" مداوما ظاهر شده اند. اگر موجذره "ذره اوليه" است، اگر كوچكترين چيز ممكنست، ديگر چه كاري براي دانشمندان باقي مي ماند؟ب قول لنين: "الكترون همانقدر فناناپذير است كه اتم." (ماترياليسم و امپيريو كريتيسيسم) اين حقيقتي بسيار عميق است. علوم طبيعي هميشه تعميق مي يابد. هميشه پديده هاي نوين بطور بي پايان ظاهر شده اند. تكامل علوم بي وقفه موجوديت "ماده اوليه" را نفي كرده است.

"دنياي بزرگ" هيچ مرزي ندارد. "دنياي كوچك" نيز هيچ مرزي ندارد و حقيقتا يك "سوراخ بي انتها" است. اين واقعيت تاريخي چند هزار سال تكامل علوم طبيعي است. اين واقعيت تاريخي حائز اهميت بسيار است. اين دو ديدگاه متضاد درباره ساختار مادي، كه مبارزه بين دو جهانبيني بر سر مسئله ساختار مادي است، نيازمند مطالعه و بررسي از جانب ماست.

كوارك چيست ؟

مدت زيادي اين طور تصور مي شد كه پروتونها و نو ترونها ذرات بنيادي هستند وبنابراين گمان مي رفت مثل تقسيم الكترون ديگرقابل تقسيم نبوده و داراي يك ساختار داخلي نيستند امروزه مي دانيم كه نو كلئونها يا به عبارت ديگر پروتونها و نو ترونها خود از ذرات كوچكتري ساخته شده اند كه كوارك ناميده مي شوند.

تا به حال 6نوع كوارك متفاوت شناسايي شده اند با اين همه فقط دو نوع آنها در تشكيل مواد پايدار معمولي نقش مهمي دارند كه عبارت از كوارك u و كوارك D هستند U علامت اختصاري براي بالا (UP) و D علامت اختصاري براي پايين (down) مي باشد .

اگر روابط ونسبتها در اتمها كه در مقايسه با كواركها بزرگ هستند مهم و چشمگير است اين روابط در كواركها ي كوچك مسلماً مهمتر هستند مثلا كواركها هيچ گاه به تنهايي نقشي را به عهده ندارند بلكه هميشه در گروههاي 2و 3تايي هستند ذراتي كه از 2كوارك تشكيل مي شوند مزون نام دارند ذراتي را كه از 3كوارك دارند بار يون مي نامند كواركها دركنار بار الكتريي اي كه دارند خاصيت مرموز ديگري نيز دارا مي باشند كه رنگ خوانده مي شود كوراكها از ين جهت به قرمز سبز و آبي طبقه بندي مي شود البته از اين طبقه بندي بايد رنگهاي حقيقي را تصور كرد بلكه منظور نوع با ر الكتريكي آنهاست . بنابراين ذرات آزاد معلق درطبيعت بايد هميشه داراي رنگ خنثي و به عبارت ديگر سفيد باشند به شرخ زير اين نتيجه حاصل ي شوديك كوارك قرمز يك كوارك سبر ويك كوارك آبي يك گروه سه تايي مثلا يك پروتون مي سازد.

همان طور كه تركيب رنگهاي رنگين كمان رنگ سفيد را به وجود مي آورد ازتركيب رنگهاي سه گانه كوارك نيز سفيد به دست مي آيد به اين ترتيب يك ذره سفيد مجاز و پايدار تشكيل مي شود. امكان ديگر اين است كه يك كوارك قرمز با يك ضد كوارك كه رنگ ضد قرمز دارد يك زوج بسازند قرمز و ضد قرمز همديگر را خنثي كرده رنگي خنثي را به وجود مي آورند به هرحال چون اين گروههاي دوتايي (مزونها ) از ماده و پادماده ايجاد شده اندخيلي سر يع فور مي پاشند به اين جهت مزونها پايدار نيستند .

كواركها نوكلئونها را ميسازند وآنها به يكديگر متصل شده هسته اتمها را به وجود مي آروند . هسته هاو الكترونها دراتحاد با يكديگر اتمها را ايجاد مي كنند و اتمها نيز با پيوستن به يكديگر مولكولها ي كوچك و بزرگ از قبيل مولكولهاي آب يا سفيده تخم مرغ را مي سازد.

ميلياردها مولكول سلولهاي بدن ما را به وجودمي آورند و هرانسان در بدن خود ميلياردها سلول دارد اما با تمام تقاوتهايي كه انسانها ،جانوران ،گياهان سياره ها و يا ستارگان با يكديگر دارند باز هم تمام آنها فقط اط 3ذره زير بنايي ساخته شده اند كه عبارتند از كوراكها U كواركهاي D و الكترونها .

آيا كوارك ها را مي توان مشاهده كرد؟ روشن است كه كوارك ها را نمي توان مشاهده كرد بلكه مي وشد وجود أنها را مثل هسته اتمها از طريق آزمايشهاي فراوان پيچيده اثبات نمود براي اين كار مثل آنچه كه رادرفورد 75 سال پيش براي شناسايي هسته اتم انچام داد عمل مي شود و پرو تونها يا الكترونها ي بسيار پر شتاب مورد اصابت قرار مي گيردند بيشتر الكترونها در اين آزمايش به ندرت تغيير مسير مي دهند ولي تعدادي از 'آنها كاملا از مدار خود خارج مي شوند درست مثل اينكه به گلوله هاي سخت وكوچكي در داخل پرو تونها برخورد كنند اين گلوله هاي بسيار كوچك همان كوا رك ها هستند كه در جستجويشان بوده ايم يك بررسي دقيق نشان داده كه پرو تون در مجموع از سه سنگ بناي اوليه اين چنين تشكيل شده است .

منبع : physicsir.com