تمام دانشمندان فیزیک

با سلام

در این تاپیک قصد داریم به معرفی بزرگترین دانشمندان فیزیک بپردازیم.امید است که مورد توجه دوستان فیزیک دوست! قرار گیرد

با تشکر

یانی فون نویمان

 

، دانشمندی که از انیشتین هم باهوشتر بود. دانشمند نابغه‌ای که اولین رایانه‌ها را طراحی و نظریه بازیها را ابداع کرد، با حل مشکلات کلیدی بمب اتمی، امکان ساخت این سلاح مرگبار را فراهم کرد. درباره رویدادهای برجسته صد سال گذشته کمی بیندیشید، رویداد هایی که دنیای امروز ما را شکل داده‌اند. اختراع رایانه، کشف نظریه کوانتومی، ظهور سلاحهای هسته‌ای و جنگ سرد، برخی از این رویدادها هستند. تمامی این وقایع، سیر حرکت تاریخ بشر را دستخوش تغییرات شگرف کرده‌اند، و جالب آنکه در پس همه آنها، نام یک نفر به چشم می‌خورد: یانی فون نویمان، ریاضیدانی با ذهنی چنان توانمند که حتی برخی از همکاران وی که برنده جایزه نوبل شده بودند، با خود می‌گفتند که شاید او موجودی فضایی در جامه مبدل است! کوتاه سخن آنکه فون نویمان، حوزه ‌های کلیدی دانش و فناوری قرن بیستم را زیر و رو کرد.

او به دنیای ذرات زیر اتمی معنا بخشید و اصول طراحی رایانه‌ها را که امروزه نیز مورد استفاده اند، پی ریزی کرد. فون نویمان قواعد پیروزی در پیکارها را نیز کشف کرد، حال چه این پیکار در بازی با ورق باشد، چه در بازیهای سیاسی ابر قدرتها و افزون بر اینها، حل مشکلات کلیدی بمبهای اتمی و هیدروژنی نیز به دست او صورت گرفت. نقش فون نویمان در جنگ سرد آنچنان حیاتی بود که زمانی که او روی تخت بیمارستان با مرگ دست و پنجه نرم می‌کرد، افراد ارتش آمریکا در کنار او به نگهبانی مشغول بودند، تا مبادا در مورد اسرار محرمانه کشوری حرفی از دهان او در برود. زندگی و فعالیتهای فون نویمان بیش از هر دانشمند دیگری در قرن گذشته (حتی بیش از انیشتین) نشان می‌دهد که نبوغ حقیقی واقعا به چه شکل است. این مسأله، برخی پرسشهای آزار دهنده را نیز به ذهن متبادر می‌کند، نظیر اینکه اصولا چنین نوابغی تا چه حد باید قدرت در اختیار داشته باشند.

یانی فون نویمان که در کودکی او را " یانوس"  صدا می‌زدند، در 28 دسامبر 1903 در خانواده‌ای ثروتمند و بانکدار در بداپست مجارستان به دنیا آمد. یانی از همان سنین کودکی نشانه‌های نبوغ خود را آشکار کرد. در شش سالگی او می‌توانست اعداد هشت رقمی را بطور ذهنی بر هم تقسیم کند، و از سن 12 سالگی تحت تعلیم ریاضیدانان برجسته دانشگاه بوداپست قرار گرفت. او اولین مقاله تحقیقاتی خود را زمانی که 17 سال بیشتر نداشته منتشر کرد.

 

سال بعد، یانی جوان وارد دانشگاه شد. او به اصرار پدرش به تحصیل در رشته مهندسی شیمی مشغول شد، زیرا آن زمان وضعیت کاری این رشته نسبت به ریاضیات چشم انداز بهتری داشت. اما فون نویمان که درسها را بسیار آسان یافته بود، به آموختن ریاضیات ادامه داد و با استفاده از اوقات فراغت خود، یک پایان نامه دکترا در این زمینه نوشت.

فون نویمان در حالی که تازه 22 ساله شده بود، به آلمان رفت و به عنوان استادیار در دانشگاه برلین به تدریس پرداخت. او جوانترین شخصی بوده که تا کنون چنین منصبی را از آن خود کرده است. در آنجا او تصمیم گرفت ریاضیات حاکم بر نظریه کوانتومی را کشف کند. این نظریه، قوانین دنیای زیر اتمی را بیان می‌کرد و فیزیکدانان به تازگی آن را کشف کرده بودند. بدون شک مشکلات فراوانی سر راه وجود داشت که باید برطرف می‌شدند و نظریه کوانتومی نیازمند ریاضیاتی بود که در آن، A ضربدر B همیشه برابر B ضربدر A نمی شد. بسیاری از ریاضیدان برجسته در مورد درستی این نظریه نو ظهور شک داشتند، اما فون نویمان همگی آنان را در خصوص معنادار بودن نظریه کوانتومی متقاعد کرد.

در حالی که فعالیتهای ثمر بخش فون نویمان در این زمینه موجب شهرت وی در میان دانشمندان شده بود، انتشار مقاله‌ای از او در مورد موضوعی به ظاهر معمولی ، آوازه او را به سراسر جهان برد. در سال 1928 ، فون نویمان مقاله‌ای با عنوان  "درباره نظریه بازیهای خانگی " منتشر کرد که در آن، نحوه یافتن بهترین ترفندها ممکن در بازیهای نظیر پوکر که برنده شدن یک نفر همواره معادل بازنده شدن طرف مقابل است شرح داده شده بود. این کشف فون نویمان که با عنوان "قضیه مینیماکس" شناخته می‌شود، پایه‌های آنچه را که هم اکنون به "نظریه بازیها" موسوم است، پی ریزی کرد. این نظریه شاخه‌ای از علم احتمالات است که از طریق آن، می‌توان نتیجه رویدادهای به ظاهر کتره (رندم) را با دقتی بی نظیر پیش بینی کرد.

نظریه بازیها ، بر خلاف نام آن، کاربردهایی بسیار فراتر از میزهای قمارخانه ‌ها یافته است. چرا که بسیاری از شرایط حاکم بر زندگی واقعی را نیز می‌توان به " بازی" میان افرادی تشبیه کرد که نگران منافع خود هستند و اعتماد چندانی به رقبای خود ندارند. نتیجه تفکرات فون نویمان را امروزه تحلیلگران حوزه ‌های مختلف، برای درک رفتار پدیده ‌های گوناگون، از رفتار رقبای تجاری گرفته تا ابرقدرتهایی که در پی جنگ افروزی هستند، به کار می‌برند. در سن 29 سالگی، فون نویمان دیگر، به عنوان دانشمندی نابغه در سراسر جهان شناخته شده و مورد احترام بود. در این زمان، دعوت نامه‌ای از آمریکا به دست او رسید که از او خواسته بودند با آلبرت انیشتین، استاد بنیانگذار مؤسسه مطالعات پیشرفته دانشگاه پرینستون که به تازگی تأسیس شده بود، همراه شود.

با آغاز جنگ جهانی دوم، توجه ارتش آمریکا به شدت به فون نویمان جلب شد. آنها او را برای این نیاز داشتند تا با قدرت ذهنی شگرفش، مسائل پیچیده ریاضی را حل کند. از میان این مسائل، هیچکدام به اندازه "طرح مانهاتان" دشوار و پیچیده نبود، طرحی که متفقین برای ساخت بمب اتمی جهان در نظر داشتند. دانشمندانی که روی این طرح کار می‌کردند، به دو طرح کاملا متفاوت برای ساخت بمب اتمی رسیده بودند. طرح اول ساختاری بی نهایت ساده داشت: تکه‌ای از یک ایزوتوپ ویژه 235U به تکه‌ای دیگر از همین ایزوتوپ کوبانده می‌شد و در نتیجه، توده‌ای ناپایدار از 235U بدست می‌آمد که به انفجاری شدید می‌انجامید.

اما با اینکه طرح ابتدایی بمب ساده بود، تولید مقادیر کافی 235U برای ساخت یک بمب واقعی، کاری بسیار دشوار بود. این امر باعث شد تا گروه دانشمندان طرح مانهاتان، توجه خود را به سمت نوع دیگری از بمب اتمی معطوف کنند که با پلوتونیوم که تولید انبوه آن نسبتا ساده بود کار می‌کرد. مشکل بزرگ، این بار، نحوه جایگذاری پلوتونیوم به گونه‌ای بود که به شکل صحیح منفجر شود. زمانی که فون نویمان در سپتامبر 1943 به لاین طرح پیوست، دانشمندان روی یکی از جوابهای محتمل کار می‌کردند. اندیشه آنها این بود که کره‌ای از پلوتونیوم به اندازه گریپ فروت را با مواد منفجره احاطه کنند، و این مواد منفجره طوری چیده شوند که پس از انفجار، یک موج تکانه‌ای را به سمت پایین (به طرف کره پلوتونیومی) بفرستند تا آن را بترکاند و یک واکنش زنجیره‌ای انفجاری به وقوع بپیوندند.

سوال این بود که کدام "چینش دقیق" مواد منفجره باعث ایجاد موج تکانه‌ای مناسب خواهد شد؟ این پرسش، یک مسأله ریاضی بی نهایت دشوار بود که بهترین مغزهای طرح مانهاتان در یافتن پاسخ آن درمانده بودند. اما فون نویمان اندکی پس از پیوستن به طرح، پاسخ را یافت: چینش دقیق و حساس 100 تکه از مواد منفجره مختلف، که نتیجه کار کرد دسته جمعی آنها، تولید موج تکانه‌ای مناسب بود. توان ذهنی صرف که فون نویمان برای حل مسأله بکار گرفته بود، همکاران برجسته وی را که بسیاری از آنها برندگان جوایز گذشته یا آینده نوبل بودند، به حیرت واداشت. اما هر گونه تردید در خصوص توان ذهنی شگرف فون نویمان، با انفجار موفقیت آمیز بمب پلوتونیومی در نخستین ساعات 16 جولای 1945 در صحرای نیومکزیکو، از میان رفت.

سلاحی ویرانگر به نام بمب هیدروژنی چند هفته بعد، در ششم آگوست، یک بمب 235U بر هیروشیما فرو ریخته شد. سه روز پس از آن، در پی امتناع فرماندهان ارشد ژاپن از تسلیم شدن، یک بمب پلوتونیومی بر سر مردم ناکازاکی فرود آمد. همانند صحرای نیومکزیکو، طرح انفجاری فون نویمان دقیقا همانگونه که او پیش بینی کرده بود، عمل کرد. قدرت انفجاری این بمب، معادل 22 هزار تن تی.ان.تی و دو برابر توان تخریبی بمبی بود که بر هیروشیما فرو ریخت. چهار روز بعد، در حالی که فرماندهان ژاپنی همچنان در برابر تسلیم شدن مقاومت می‌کردند، متفقین پرتاب بمب پلوتونیومی دیگر را طرح ریزی کردند. روز بعد، چهاردهم آگوست، امپراتور هیروهیتو به فرماندهان خود گفت که اجازه نمی‌دهد مردمش بیش از این رنج بکشند، و به این ترتیب ژاپن تسلیم شد.

در این زمان، فون نویمان مدتی بود که کار روی سلاح دیگری را که قرار بود مسیر تاریخ را عوض کند، آغاز کرده بود. اما خوشبختانه این سلاح جدید، بمب هیدروژنی، هرگز در جنگ افروزیهای سیاستمداران استفاده نشد. بمب هیدروژنی با بکار گیری انرژی بی نهایت زیادی که در فرآیند همجوشی ایزوتوپهای هیدروژن آزاد می‌شود. بمب اتمی را همچون یک ترقه اسباب بازی به کنار می‌نهاد. انرژی آزاد شده در انفجار بمب هیدروژنی، حداقل هزار برابر انرژی بمبهایی بود که بر سر مردم ژاپن فرو ریخته بودند.

این بار هم مسأله، یافتن طرحی بود که عملی باشد، و باز هم فون نویمان نقشی کلیدی را در یافتن آن بر عهده داشت. اما این بار ریاضیات مورد نیاز آنچنان دشوار و پیچیده بود که حتی فون نویمان نیز به تنهایی نمی‌توانست آن را حل کند، برای همین یکی از اختراعات کلیدی خودش را برای حل آن به کار گرفت: رایانه الکترونیکی. فون نویمان زمانی که در مؤسسه مطالعات پیشرفته در پرینستون بود اولین رایانه الکترونیکی را طراحی کرده و ساخته بود. در سال 1950، او از این دستاورد خود برای حل مساله‌ای ریاضی استفاده کرد که در آن زمان قدرتهای غربی با آن درگیر بودند و در سریعترین زمان ممکن جواب آن را می‌خواستند: آیا بمب هیدروژنی منفجر خواهد شد؟

ماشین فون نویمان جواب را یافت: "بله". دو سال بعد، پیشگوییهای دستگاه اختراعی او درست از آب در آمد. در اولین انفجار گرما هسته‌ای آزمایشی جهانی، از جزیره کوچک الوجلب در اقیانوس آرام چیزی جز ذرات گرد و غبار باقی نماند. انجام این آزمایش، نشانه آغاز دهشتناک‌ترین دوران جنگ سرد بود، دورانی که یک کشور، قدرت آن را داشت تا در عرض تنها چند دقیقه، دشمنان خود را کاملا نابود کند. افزون بر این، انفجار اولین بمب هیدروژنی آغازگر دوران انتصاب فون نویمان به عنوان یکی از مشاوران کلیدی دولت ایالات متحده نیز بود، دورانی که نشان داد در ذهن قدرتمند و منحصر به فرد او، عقاید خطرناکی نیز پنهان شده‌اند.

فون نویمان متقاعد شده بود که سرعت و قدرت بی مانند یک جنگ هسته‌ای، تمامی تدابیر دفاعی موجود را ناکار آمد خواهد ساخت. آمریکا می‌توانست پش از آنکه رئیس جمهور حتی از رختخواب بیرون بیاید، با خاک یکسان شود. فون نویمان که یک ضد کمونیست دو آتشه بود، افزون بر این، می‌دانست که پرسش این نیست که آیا شوروی یک تهاجم گرما هسته‌ای را آغاز خواهد کرد یا نه، بلکه پرسش در مورد زمان چنین حمله‌ای است. همانند همیشه، فون نویمان پاسخ را  نیز در ذهن داشت: یک حمله هسته‌ای بازدارانه علیه قرمزها.

اندیشه "جنگ بازدارانه" فون نویمان که تصویری شبیه آخرالزمان را در برابر چشم ترسیم می‌کرد، مقالات بلند پایه آمریکایی در طول دهه 1950 مرتب در گفته‌های خود تکرار می‌کردند. اما این گفتارهای جنگ افروزانه موجی از اعتراضهای مردمی را برانگیخت تا جایی که در نهایت ترومن رئیس جمهور وقت آمریکا، وجود چنین طرحی را انکار کرد. پنج سال بعد، اتحاد جماهیر شوروی بمب هیدروژنی‌اش را آزمایش کرد و در پی آن، ابرقدرتها 35 سال چشم دوختن خصمانه به یکدیگر را بار دیگر آغاز کردند. اما در آن زمان فون نویمان می‌دانست که دیگر آنقدر زنده نخواهد ماند تا نتایج جنگ سرد را ببیند.

او در حالی که تنها 52 سال داشت، به بیماری لاعلاج سرطان مبتلا شده بود. پس از پیکاری سخت با بیماری، فون نویمان سرانجام در 8 فوریه 1857 از دنیا رفت. اما پس از گذشت بیش از 40 سال از آن زمان، نفوذ او را همچنان در حوزه‌های گسترده‌ای که از اقتصاد و طراحی رایانه ‌ها تا راهکارهای نظامی و علوم سیاسی را در بر می‌گیرند، می‌توان دید. برخی از اندیشه‌های او تازه در حال عینیت یافتن هستند. در سال 1949، او قوانین ریاضی برای ساخت دستگاههای موسوم به "ماشین فون نویمان" را روی کاغذا آورد. این ماشینها، روباتهایی بودند که می‌تواسنتند تولید مثل کنند. هم اکنون، دانشمندان علوم رایانه‌ای از این قوانین برای ساخت گونه‌های مصنوعی حیات، داخل رایانه ‌ها بهره می‌گیرند. حتی ناسا طرحهایی را برای استفاده از ماشینهای فون نویمان برای کاوش کهکشانها در نظر دارد. همانند بسیاری از اندیشه‌های فون نویمان، امکان گستراندن مجموعه‌هایی از این ماشینهای تولید مثل کننده در گوشه و کنار کیهان، هم جالب توجه به نظر می‌رسد و هم هراس انگیز. اما همانند بسیاری از محصولات ذهنی بی نظیر او ، اینکه آیا پیامدهای این کار خوب خواهد بود یا نه، کاملا به ما وابسته است.

آنتوان هانری بکرل

 

در سال ۱۸۵۲ در خانواده‌ای تحصیل‌کرده در فرانسه زاده شد.آنتوان هانری بکرل، فیزیکدان فرانسوی از کاشفان پدیده‌ پرتوزایی یا رادیواکتیویته است. پدر و پدربزرگش نیز مانند او در رشته‌ فیزیک تحصیل کرده و در همین رشته به درجه‌ پروفسوری رسیده بودند.

آنتوان هانری بکرل از سال ۱۸۷۲ تا ۱۸۷۴ در پلی‌تکنیک پاریس و از سال ۱۸۷۴ تا ۱۸۷۷ در مدرسه‌ «پل‌ ها و راه‌ ها» تحصیل کرد. از سال ۱۸۷۸ به عنوان دانشیار در پلی‌تکنیک و در وزارت راه و پل، به عنوان مهندس ارشد مشغول به کار شد.

بکرل در سال ۱۸۸۴ موفق به اثبات نوارهای اشعه‌ مادون قرمز در طیف نور خورشید شد. او در سال ۱۸۸۹ به عضویت آکادمی علوم درآمد و در سال ۱۸۹۱ کرسی استادی فیزیک کاربردی را در موزه‌ تاریخ طبیعی پاریس از آن خود ساخت. در همان سال بود که وی کار بر روی پدید‌ه‌ فسفرسانس در مواد معدنی گرما دیده را آغاز کرد.

کشف اشعه‌ ایکس یا رونتگن توسط ویلهلم کونراد رونتگن در سال ۱۸۹۵، توجه بکرل را به پدیده‌ فلوئورسانس جلب کرد.

فسفرسانس و فلوئورسانس به پدیده ‌هایی گفته می‌شود که در آنها ماده‌ای خاص پس از قرار گرفتن در برابر نور مرئی یا نامرئی یا عوامل دیگری مانند ضربه دیدن یا گرم شدن، انرژی را در خود ذخیره کرده و سپس به صورت طیفی از امواج مرئی منتشر می‌کند. تفاوت این دو پدیده، در زمان میان دریافت و تابش، یا به عبارتی در دوام تابش است. اگر زمان تحریک کمتر از یک ثانیه باشد، پدیده را فلوئورسانس و اگر بیشتر از آن باشد فسفرسانس می‌نامیم.

بکرل که روی پدیده‌ فلوئورسانس کار می‌کرد، در یکی از تحقیقات خود مقداری از یک ماده‌ حاوی اورانیوم را روی کاغذ سیاهی که در زیر آن صفحه‌ حساس عکاسی قرار داشت گذاشت و آن را در معرض تابش نور خورشید قرار داد.

بکرل عقیده داشت که نور خورشید نمی‌تواند از کاغذ سیاه بگذرد، اما اگر در تابش فلوئورسانسی که این ماده تولید می‌کرد‌، اشعه‌ ایکس وجود داشته باشد، این اشعه می‌تواند بر روی صفحه‌ عکاسی اثر بگذارد. او پس از توقف کار خود، صفحات عکاسی را که حاوی مقداری اورانیوم بود، در کشوی میزش قرار داد. پس از چند روز که تصمیم گرفت عکسها را ظاهر کند، متوجه شد که صفحه‌ عکاسی بر اثر تابش یک اشعه‌‌ بسیار قوی سیاه شده است. بررسی‌های بیشتر بکرل در این زمینه، منجر به کشف عناصر رادیو‌اکتیو شد.

بکرل در ۲۴ فوریه‌ ‌همان سال، آکادمی علوم را از کشف خود باخبر کرد. او به خاطر کشف این تابش خود بخودی، که توسط ماری کوری رادیواکتیویته نام گرفته بود، همراه با پی‌یر و ماری کوری فرانسوی، جایزه‌ نوبل فیزیک سال ۱۹۰۳ را دریافت کرد. واحد اندازه‌گیری پرتوزایی، به یاد او به همین نام نامگذاری شده است.

آنتوان هانری بکرل، در ۲۵ اوت ۱۹۰۸ در لاکروازیک، واقع در سواحل خلیج بیسکایا درگذشت.

ویلیام کنراد رونتگن

 

، کاشف اشعه ایکس به سال 1845 در شهر «لنپ» آلمان به دنیا آمد. وی در سال 1869 درجه دکترای خود را از دانشگاه زوریخ دریافت کرد. نوزده سال بعد را در دانشگاه‌های مختلفی مشغول کار بود و به تدریج به عنوان دانشمندی برجسته معروفیت کسب کرد. در سال 1888 استاد فیزیک و رئیس انستیتو فیزیک دانشگاه «ورزبورگ» شد. در همین انستیتو بود که در سال 1895 به کشفی دست یافت که سبب اشتهار او گردید.

رونتگن روز هشتم نوامبر 1895 مشغول انجام آزمایش‌هایی با اشعه‌های کاتودیک بود. اشعه کاتودیک جریانی از الکترن‌های سریع‌الحرکت می‌باشد. این جریان در نتیجه اتصال یک ولتاژ قوی  بین الکترودهایی که در دوانتهای یک لوله شیشه‌ای مسدود و فاقد هوا تعبیه شده است، ایجاد می‌گردد. اشعه‌های کاتودیک قابلیت انتشار و رسوخ ندارند و چند سانتیمتر از هوا به سهولت آن را متوقف می‌کند. در آن آزمایش رونتگن لوله شیشه‌ای حاوی اشعه کاتودیک خود را با کاغذ سیاه ضخیمی کاملاً پوشاند به شکلی که وقتی جریان الکتریکی برقرار می‌گردید هیچ‌گونه نوری از داخل لوله مشاهده نمی‌شد.

هنگامی که رونتگن جریان برق را به لوله اشعه کاتودیک وصل کرد با کمال شگفتی مشاهده کرد صفحه فلورسنتی که روی نیمکت مجاور قرار داشت مانند آنکه نوری بر آن تابانده شده باشد شروع به درخشیدن کرد. او جریان را قطع کرد و درخشش صفحه (که با لایه‌ای از باریوم پلاتینو سیانید، ماده‌ای فلورسنت، پوشانده شده بود) متوقف شد. از آنجا که لوله‌ی حاوی اشعه کاتودیک کاملاً پوشیده شده بود و منفذی نداشت رونتگن به این نتیجه رسید که با برقراری جریان الکتریکی باید نوعی تشعشع نامرئی از لوله خارج شود.

 

او این تشعشع نامرئی را به خاطر ماهیت ناشناخته آن، «اشعه ایکس» نامید. ایکس یک نشانه معمول در ریاضی برای ناشناخته‌ها است.

رونتگن که از این کشف تصادفی به هیجان آمده بود سایر کارهای تحقیقاتی خود را کنار گذاشت و تمام توجه خود را معطوف به بررسی خواص اشعه ایکس کرد. او پس از چند هفته کار فشرده موفق به کشف نکات زیر شد :

1- اشعه ایکس می‌تواند موجب شود تا عناصر گوناگون شیمیایی دیگری (علاوه بر باریوم پلاتینو سیانید) نیز خاصیت باز پس دادن نور را پیدا کنند.

2- اشعه ایکس می‌تواند از بسیاری مواد که حاجب نور معمولی هستند عبور کند. رونتگن مخصوصاً متوجه شد که اشعه ایکس می‌تواند از گوشت عبور کند ولی در برابر استخوان متوقف می‌شود، او با قرار دادن دست خود بین لوله اشعه کاتودیک و صفحه فلورسنت توانست تصویر استخوان‌های دستش را روی صفحه مشاهده کند.

3- اشعه ایکس در خط مستقیم حرکت می‌کند و برخلاف ذراتی که بار الکتریکی دارند تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی منحرف نمی‌شود.

رونتگن در دسامبر 1895 اولین مقاله خود را درباره اشعه ایکس نوشت. گزارش او بلافاصله هیجان فراوانی به وجود آورد و توجه محافل علمی را به خود جلب نمود. صدها تن از دانشمندان و پژوهشگران چند ماه به بررسی و تحقیق پیرامون اشعه ایکس پرداختند و طی مدت یک سال تقریباً حدود یکهزار مقاله درباره این موضوع منتشر شد.

یکی از دانشمندان که کشف رونتگن مستقیماً محرک تحقیقات او شد، آنتوان هنری بکوئرل بود. بکوئرل گرچه با نیت تحقیق بیشتری پیرامون اشعه ایکس مشغول کار شد ولی تصادفاً به کشف پدیده‌ای مهمتر، یعنی رادیواکتیویته دست یافت.

به طور کلی هر گاه الکترون‌هایی با انرژی بالا بر شیئی برخورد کند تشعشات ایکس تولید می‌گردد. اشعه ایکس خود فاقد الکترون است بلکه بیشتر از امواج الکترومغناطیسی تشکیل می‌شود. بنابراین اصولاً شبیه به تشعشات مرئی یعنی امواج نوری است با این تفاوت که طول موج اشعه ایکس بسیار کوتاه‌تر می‌باشد. مهمترین موارد استعمال اشعه ایکس، استفاده از آن برای تشخیص‌های پزشکی و دندانپزشکی است. موارد استعمال دیگر آن رادیوتراپی می‌باشد که در آن اشعه ایکس برای نابود کردن تومورهای خطرناک و یا متوقف کردن رشد آنها به کار برده می‌شود.

اشعه ایکس در صنعت نیز موارد استعمال فراوانی دارد. مثلاً می‌توان از آن برای اندازه‌گیری ضخامت برخی مواد و یا پیدا کردن درز و رخنه‌های ناپیدا استفاده کرد. اشعه ایکس در بسیاری دیگر از زمینه‌های علمی از زیست‌شناسی گرفته تا نجوم و ستاره‌شناسی نیز کاربرد دارد. این اشعه به ویژه درباره‌ی ساختار اتمی و ملکولی اطلاعات زیادی را برای دانشمندان فراهم آورده است.

تمام افتخار و اعتبار کشف اشعه ایکس شایسته رونتگن می‌باشد. او به تنهایی کار کرد، کشف او غیرقابل پیش‌بینی بود و مجدانه کار خود را پی گرفت. علاوه بر اینها کشف او انگیزه مهمی برای بکوئرل و سایر پژوهشگران شد.

با تمام این احوال نباید در باب اهمیت رونتگن مبالغه شود. بدون تردید اشعه ایکس کاربردهای بسیار سودمندی دارد ولی کسی نمی‌تواند بگوید که در نتیجه استفاده از آن تمامی تکنولوژی ما دگرگون شده است. در حالی که با کشف القای الکترومغناطیس توسط فاراده این چنین دگرگونی انجام شد. به همین نحو کسی نمی‌تواند مدعی شود که کشف اشعه ایکس براستی برای تئوری علمی اهمیتی بنیادین داشت. اشعه‌های ماورای بنفش که طول موج‌های آن کوتاه‌تر از نور مرئی است تقریباً از یک قرن قبل شناخته شده بود. اشعه ایکس (که مشابه با امواج ماورای بنفش می‌باشد ولی طول موج آن کوتاه‌تر است) به راحتی در چهارچوب فیزیک کلاسیک قرار می‌گیرد. روی هم رفته من تصور می‌کنم کاملاً منطقی است که در این فهرست رونتگن پایین‌تر از رادرفورد، که کشف او از اهمیت اساسی بیشتری برخوردار بود، قرار داده شود.

رونتگن فرزندی از خود نداشت. او و همسرش دختری را به فرزندی قبول کردند. در سال 1901 جایزه نوبل در فیزیک به رونتگن داده شد. این اولین جایزه نوبل برای رشته فیزیک بود. رونتگن در سال 1923 در شهر مونیخ آلمان درگذشت.

کتاب تاثیرگذارترین های تاریخ

شرح حال و آثار یکصد نفر از موثرترین شخصیت های تاریخ جهان

نوشته: میشل اچ.هارت

ترجمه: محمد حسین آهویی

انتشارات روزنه

رودلف یولیوس امانوئل کلوزیوس

 

فیزیکدان آلمانی یکی از سه عضو گروه سه نفری دانشمندان بزرگ واضع ترمودینامیک را که شاید بزرگ ترین همه اکتشافات علمی قرن نوزدهم باشد را تکمیل می کند.

رودلف کلوزیوس در ۲ ژانویه ۱۸۲۲ در شهرکیسلین واقع در ایالت پومانی آلمان متولد شد. او تحصیلات خود را در مدرسه پدرش آغاز کرد. پس از چندی به مدرسه جمنیزین در شهر استتین رفت و در سال ۱۸۴۴ از طرف دانشگاه برلین بورس تحصیلی گرفت. جایی که او در آنجا مبانی فیزیک و مکانیک را همراه با افرادی چون هانریش مگنس و جوهان دریکلت و یاکوب استاینر فرا گرفت. او با پایان نامه اش با نام تأثیرات اپتیک در اتمسفر زمین دکترای خود را از دانشگاه هال آلمان گرفت. چندی بعد او در دانشگاه برلین به عنوان پروفسور فیزیک کار خود را آغاز کرد. همچنین او چندی بعد پروفسور دانشگاه زونیخ هم شد.

اولین اثر او در ۱۸۵۰ منتشر شد و آنگاه یک سلسله اکتشافات جدید تا سال ۱۸۶۲ در پشت سر آن به وجود آمد و در سال ۱۸۶۴ از مجموعه آنها کتابی به نام تئوری مکانیک حرارت تشکیل شد که دانش ترمودینامیک را بر مبانی خود مستحکم کرد. اولین قانون ترمودینامیک چنین می آموخت که انرژی از بین نمی رود و به هر صورت که خود را نشان دهد اعم از الکتریسیته و انرژی شیمیایی و نور و حرارت و کار مکانیکی مقدار آن همواره تغییر ناپذیر است. قانون دوم یا قانون کارنو–کلوزیوس وسیله مقایسه انرژی را با جریان رودخانه به دست می داد که می توان به سهولت سقوط کند و حال آنکه بالا بردن آن از ارتفاعات کار بسیار مشکلی است. به این ترتیب اصل کارنو-کلوزیوس با تعیین جهت تبدیلات انرژی اصل بقای انرژی را کامل کرد.

کلوزیوس که به سمت استاد دانشگاه زونیخ معین گردید در سال ۱۸۵۷ شروع به بسط دادن حدود اصل کارنو-کلوزیوس کرد. در سال ۱۸۵۷ سوالی به ذهنش رسید که آیا به کاربردن ترمودینامیک در مورد گازها فوایدی نخواهد داشت؟ و با خود چنین گفت : می دانیم که در سال ۱۷۳۸دانیل برنولی برای اولین بار حرارت گازها را نتیجه حرکت مولکول های آن دانست اما علم از زمان او تا حال تغییرات زیادی کرده است و من می توانم مسئله را با در دست داشتن تمام منابع ریاضی کنونی از نو مورد مطالعه قرار دهم. به این ترتیب کلوزیوس هر گاز را به منزله اجتماع میلیارد ها مولکولی که دائما در هیجان می باشند در نظر گرفت و اساس تئوری حرکتی گازها را تشکیل داد و تا زمان مرگ ناگهانی خود در ۲۴ اوت ۱۸۸۸، هم خود را مصروف این کار کرد و در این هنگام استاد دانشگاه بن بود.

پل آدرین موریس دیراک ۸

 

اوت ۱۹۰۲ در بریستول، انگلستان به دنیا آمد. فیزیکدان و ریاضیدان بریتانیایی و از پایه‌ریزان مکانیک کوانتومی بود و در سال ۱۹۳۳ برنده جایزه نوبل شد.

پدر پل دیراک، چارلز دیراک یک سوییسی فرانسوی زبان و مادرش فلورنس هولتن دختر یک ملوان از کورنوال بود.

پس از فارغ‌التحصیلی در مهندسی برق از دانشگاه بریستول در سن ۱۹ سالگی به یک باره خود را بیکار یافت و چون نتوانست کاری پیدا کند، تقاضای عضویت در دانشگاه کمبریج را کرد و پذیرفته شد. او در ۱۹۲۶ از دانشگاه کمبریج درجه دکترا گرفت و پس از چندی به مقام استادی ریاضی آن دانشگاه دست یافت و تا هنگام بازنشستگی اش در  ۱۹۶۹ مقامش را حفظ کرد. او پس از بازنشستگی به آمریکا رفت و در ۱۹۶۱ مقام استادی تحقیقات فیزیک در دانشگاه ایالتی فلوریدا را اختیار کرد.

او در سال ۱۹۲۶ توانست یک فرمول‌بندی عمومی از مکانیک کوانتومی به دست آورد، که در هر دوی نظریات مکانیک ماتریسی هایزنبرگ و مکانیک موجی شرودینگر در حالتهای خاص صادق باشد. یکی دیگر از حالتهای خاص این فرمولبندی عمومی، مکانیک کلاسیک بود. در ۱۹۲۸ دیراک توانست از قاعده پائولی، معادله دیراک را که به اسم او نامگذاری شده است، به دست آورد. این معادله که بر خلاف معادله شرودینگر نظریه نسبیت خاص را نادیده نمی‌گیرد، برای توجیه تابع موجی الکترونها در حالت نسبی در نظر گرفته می‌شود. این معادله از این رو اثر زیمن را در نظریه‌اش توضیح می‌دهد. دیراک به همین خاطر توانست، موجودیت پوزیترون را پیش‌بینی کند و همچنین نشان دهد که اسپین یک فرآیند نسبی است. این ذره برای نخستین بار در سال ۱۹۳۲ مشاهده شد.

از این گذشته تابع دلتای دیراک(همانطور که از نامش بر می‌آید) و نمایش برا-کت (bra-ket) حالتها در فضای هیلبرت نیز به دیراک برمی‌گردد. سال ۱۹۳۳ دیراک به همراه شرودینگر جایزه نوبل فیزیک را به خاطر معرفی یک مدل اتمی جدید به دست آورد. در ۱۹۵۲ نیز، دیراک صاحب مدال ماکس پلانک شد. از این گذشته به افتخار این دانشمند بزرگ، مدال دیراک به خاطر زحمتهای علمی دیگر دانشمندان به وجود آمده است.

نیکولا تسلا

 

در سال ۱۸۵۶ در Austria _ Hvngary متولد شد و در سال ۱۸۸۴ به عنوان یک فیزیک‌دان به ایالات متحده  مهاجرت کرد. او پیشگام تولید، انتقال و استفاده از جریان الکتریکی متناوب (AC) شد، که می‌تواند در مقایسه با جریان مستقیم، در فواصل بسیار بزرگتری منتقل شود.

تسلا وسیله‌ای برای القاء جریان الکتریکی در یک قطعه آهن(یک چرخان) اختراع کرد که بین دو سیم‌پیچ الکتریکی شده می‌چرخید. این قطعه چرخان مغناطیسی، وقتی با استفاده از نوعی انرژی مکانیکی مانند بخار یا قوه محرکه مولد برق شروع به چرخش می‌کند، جریان AC تولید می‌کند. وقتی جریان تولید شد به کاربر مربوطه می‌رسد و به یک قطعه چرخان الکتریکی دیگر داده می‌شود، این قطعه دوم مانند یک موتور القایی AC عمل می‌کند که انرژی مکانیکی تولید می‌کند. موتورهای القایی، وسایل خانگی مانند لباس‌شویی‌ها و خشک‌کننده‌ها را راه می‌اندازد. توسعه این قطعات منجر به استفاده‌های گسترده صنعتی و تولیدی برای الکتریسیته شد.

موتور القایی تنها جزیی از مفهوم کلی تسلا است. در دنباله‌ای از اختراعات، او یک سیستم جریان متناوب چند فازه، شامل یک ژنراتور، تبدیل‌کننده‌ها، طرح‌بندی انتقال، موتور و لامپ‌ها را معرفی کرد. این سیستم عناصر اساسی برای تولید و بهره‌برداری الکتریکی را از نیروی منبع به نیروی کاربر فراهم می‌کند. سیستم‌های نیروی AC تا امروزه اساساً بدون تغییر باقی مانده‌اند.

در ۱۸۸۸ George Westinghouse، صاحب شرکت الکتریکیWestinghouse امتیاز سیستم تسلا را شامل دیناموها، تبدیل‌کننده‌ها و موتورها خرید، Westinghouse سیستم جریان متناوب تسلا را برای روشنایی دادن به نمایشگاه جهانی کلمبیایی‌ها در سال ۱۸۹۳ در شیکاگو استفاده کرد. سپس در سال ۱۸۹۶، سیستم تسلا در آبشار نیاگارا در اولین دستگاه بزرگ هیدروالکتریکی استفاده شد. سیم‌پیچ تسلا که در سال ۱۸۹۱ اختراع شد، هنوز در مجموعه‌های رادیو و تلویزیون، استارت ماشین‌ها و یک گستره وسیع از تجهیزات الکترونیکی استفاده می‌شود .

کار تسلا با امواج فرکانس رادیویی اساس رادیوهای امروزی است. او آزمایش‌هایی دربارهٔ انتقالات بدون سیم نیروی الکتریکی انجام داد و ۱۱۲ امتیاز ثبت اختراع برای قطعات مختلف گرفت، از سرعت‌سنج‌ها گرفته تا ژنراتورهای الکتریکی بسیار کارا و قدرتمند تا یک توربین بدون تیغه که امروزه هنوز استفاده می‌شود. او فرضیاتی در رابطه با امکان شناسایی کشتی‌ها با کمک امواج رادیویی دارد (که بعدها تحت عنوان رادار توسعه یافت) و کار او با لامپ‌های گازی خاص پایه‌ای برای تولید لامپ‌های فلورسنت شد.

تسلا رقیب توماس ادیسون در انتهای قرن نوزدهم بود. در واقع او در طی سال ۱۸۹۰ مشهورتر از ادیسون بوده است. اختراع نیروی منبع جریان الکتریکی چند فازه توسط او، شهرت جهانی برای او به دنبال داشت، اما نه خوش‌بختی. در اوج زندگی او، دایرهٔ دوستانش شامل شاعران و دانشمندان، صنعتگران و سرمایه‌گزاران بود. نهایتاً تسلا در تنهایی و بی‌پولی در اتاق یک هتل نیویورک در سال ۱۹۴۳ درگذشت. در طی زندگانی‌اش، تسلا یک میراث حقیقی از اختراعات به جای گذاشت که امروزه هنوز جذاب هستند. بعد از مرگ او، جهان به افتخار او، نام واحد چگالی شار مغناطیسی را تسلا گذاشت.

ویلیام تامسون

 

سال 1824 میلادی، ویلیام تامسون، که بیشتر با نام لرد کلوین مشهور است، دیده به جهان گشود.
او ریاضیدان و فیزیکدان و مهندس ایرلندی-اسکاتلندی و یکی از پیشگامان مهم علوم طبیعی در قرن نوزدهم بود و در ایرلند متولد شد. پدرش استاد ریاضی دانشگاه گلاسکو بود و ویلیام هم از 10 سالگی، تحصیل در دانشگاه گلاسکو را شروع کرد. ویلیام تامسون خیلی زود به ریاضیات و مبانی فیزیک علاقه مند شد و مقاله هایی درباره حرکت اجسام نوشت.
وی تحقیقات جامعی نیز درمبحث حرارت و برق انجام داد و درانتقال پیام با سیمهای زیردریایی اصلاحاتی به عمل آورد. این دانشمند انگلیسی سرانجام تلگراف زیردریایی را کشف کرد.
کلوین در حوزه زمین شناسی هم نظریه هایی داده است و به خاطر اعتقادش به مسیحیت، خلقت‌گرا به حساب می آمد. او با کمک دانسته‌هایش در ترمودینامیک توانسته بود عمر خورشید و همچنین زمین را تخمین بزند. با انتشار کتاب منشأ انواع، داروین، به مخالفت با آن پرداخت و معتقد بود که عمر خورشید (برابر آنچه که او تخمین زده بود) کمتر از آن است که برای درستی نظریه تکامل لازم است.
بعدها اگرچه در گفتگوهای خصوصی به نادرستی تخمین خود معترف بود، اما همچنان با نظریه تکامل، که داروین مطرح کرده بود، مخالف ماند.
لرد کلوین در سال 1865 میلادی انرژی جنبشی را معرفی نمود. وی تحقیقات مفصلی را درباره حرارت انجام داده است به همین دلیل درجه بندی سنجش دما و حرارت بنام این دانشمند، نامگذاری شده است.
اندیشه استفاده از اتم بعنوان ساعت، نخستین بار در سال 1879 توسط او مطرح شد. وی اظهار داشت برای اندازه گیری فاصله زمانی، اتم از هر چیزی بهتر است. اما در زمان کلوین ساختار اتم و ترازهای انرژی اتمی هنوز مورد توجه نبود.
همچنین لرد کلوین بیان کرد که پائین ترین دمای ممکن صفر مطلق است. وی پیشنهاد مقیاس دمای مطلق را بیان نمود و بخاطر همین نظریه معروف است. این واحد اندازه‌گیری دما که مستقل از خواص فیزیکی ماده است، به افتخار او، مقیاس دمای کلوین، نام گرفته است. در این سیستم اندازه‌گیری، صفر کلوین، پایین ترین دمای ممکن است که با هیچ فرایند فیزیکی نمی توان به آن رسید، اما می توان به آن نزدیک شد.
کلوین تا زمان مرگ اش در 1907 جوایز و افتخارات زیادی مانند نشان شوالیه را از آنِ خود کرد. اما مهم ترین آن ها گرفتن لقب اشرافی لرد کلوین بود. کلوین، نام رودخانه ای است که از زمین های دانشگاه گلاسکو رد می شود.
البته او به انجام پیش بینی نادرست هم مشهور است به طور مثال گفته بود : پرواز کردن با وسیله ای که سنگین تر از هوا است ممکن نیست.

پروفسور هاوکینگ

 

در جدید ترین کتابش عنوان کرده که با توجه به قوانین کشف شده جدید فیزیک الزاما نیازی به وجود آفریدگار نیست.

استیفن هاوکینگ فیزیکدان برجسته بریتانیایی در کتاب تازه خود مدعی می شود که خدا عالم و کهکشان را نیافریده و «انفجار بزرگ کهکشانی» که بسیاری از سیاره و ستارگان بر اثر آن بوجود آمده اند، نتیجه و پیامد قوانین فیزیک است.

نام این کتاب «طرح عظیم» است و استیفن هاوکینگ آنرا همراه فیزیکدان آمریکایی لئونارد میلودینو نوشته است. در این کتاب استدلال می شود که وجود فرضیه های گوناگون و اکتشافات جدید ثابت می کند که جهان هستی یک خالق ندارد.

روزنامه تایمز چاپ لندن بخش هایی از این کتاب را منتشر کرده که در قسمتی از آن پروفسور هاوکینگ می نویسد: «چون قوانین جدید فیزیک مثل جاذبه وجود دارند کهکشان می تواند خود را از هیچ بسازد. روند خلق بدون مقدمه و یکباره دلیل وجود کهکشان و هستی ما است. هیچ ضرورتی ندارد که خداوند را برنامه ریز و مسئول آن آفرینش بدانیم.»

استیفن هاوکینگ که اکنون ۶۸ ساله است از سال ۱۹۸۸ با کتابی تحت عنوان «تاریخ خلاصه ای از زمان» که توضیحی در مورد پیدایش عالم هستی بود به شهرت رسید. در عین حال وی در عرصه فیزیک کوانتوم و کهکشان شناسی مطالعات گسترده ای دارد و از جمله صاحب نظران برجسته این علوم است.

اظهار نظرهای جدید پروفسور هاوکینگ در کتاب تازه خود نشان می دهد که وی دیدگاه های قبلی خود در مورد آفرینش و دین را کنار گذاشته است. او سابقا در کتاب «خلاصه ای از تاریخ زمان» نوشته بود که قوانین فیزیک ثابت می کند که اصلا لزومی ندارد که خدا را در مسئله آفرینش کهکشان دخالت داد. وی معتقد بود: «اگر ما یک فرضیه همه جانبه و کامل را در مورد پیدایش عالم کشف کنیم این مهمترین پیروزی انسان خواهد بود چون ما قادر خواهیم بود که درون ذهن خدا را بشناسیم»

به نوشته روزنامه تایمز چاپ لندن هاوکینگ در کتاب تازه خود می گوید که کشفیات سال ۱۹۹۲ که نشان داد سیاره های دیگری وجود دارند که به دور ستاره ای غیر از خورشید می چرخند، فرضیه اسحاق نیوتن در مورد آفرینش کهکشان توسط خدا را مورد تردید قرار داد.

هاوکینگ در بخشی از کتاب تازه خود می نویسد: «کشف منظومه های دیگر نظیر منظومه خورشیدی ثابت کرد که منظومه ما که در برگیرنده یک خورشید و سیاره هایی است که پیرامون آن می چرخند یک پدیده منحصر به فرد نیست. این واقعیت نشان داد که وجود حالت فیزیکی ایده آل بین خورشید و کره زمین و پیدایش انسان روی کره زمین یک پدیده از پیش طراحی شده و دقیق برای موجودیت و رفاه انسان نیست.»

استیفن هاوکینگ به خاطر ابتلا به بیماری مرگ تدریجی سلسله اعصاب خود سال هاست که در حالت فلج کامل زندگی می کند. سال گذشته او از مقام برجسته علمی خود یعنی ریاست بخش ریاضیات دانشگاه کمبریج استعفا داد. وی از سال ۱۹۷۹ در این مقام بوده و یک زمانی این کرسی علمی در اختیار اسحاق نیوتن بود.

آن‌چه هاوکینگ 30 سال پیش در مورد تشعشع سیاهچاله‌ها پیش‌بینی کرده بود، بالاخره در آزمایشگاه دانشگاه میلان مشاهده شد. این نظریه تنها راهی است که ما برای توضیح پدیده محو شدن در سیاهچاله‌ها سراغ داریم.

بهنوش خرم‌روز: در حدود 30 سال پیش، استیفن هاوکینگ پیش‌بینی کرده بود که سیاهچاله‌ها نه کاملا سیاه که خاکستری هستند و اندکی تشعشع یا پرتوافکنی از خود منتشر می‌کنند. پس از 3 دهه جستجو در آسمان‌ها، فیزیک‌دانان بالاخره اعلام کرده‌اند که این پدیده را با چشم خود مشاهده کرده‌اند، آن‌هم روی زمین!

سیاه‌چاله‌ها اجسامی بسیار سنگین و کوچک هستند که جاذبه فوق‌العاده شدیدی بر اجسام نزدیک خود اعمال می‌کنند. از فاصله‌ای مشخص از آن‌ها که افق رویداد نامیده می‌شود، این جاذبه به‌قدری قوی است که هیچ‌چیز حتی نور که با سرعت 300هزار کیلومتر بر ثانیه سریع‌ترین موجود این دنیا است، نمی‌تواند از آن خارج شود. به همین دلیل سیاه‌چاله را حفره تاریک نامیده‌اند!

اما جهان ما پر است از جفت‌های ذره-پادذره که از انرژی شکل می‌گیرند، لحظه‌ای بسیار کوتاه دوام می‌آورند و دوباره نابود شده، به انرژی تبدیل می‌شوند. بر اساس نظریه تشعشع هاوکینگ، وقتی این جفت‌های ذره-پادذره در مرز غیرقابل بازگشت سیاهچاله‌ها تشکیل شوند، این فرصت پیش می‌آید که در همان زمان بسیار کوتاه، یکی از ذرات از سیاه‌چاله فرار کند و فقط یکی به درون سیاهچاله کشیده شود. بدین‌ترتیب بخشی از انرژی سیاه‌چاله از آن فرار می‌کند و گویی سیاهچاله در حال تشعشع و از دست دادن انرژی است.

این تابش که تابش حرارتی هاوکینگ نام دارد، منجر به کاهش جرم سیاه‌چاله می‌شود و اگر سیاه‌چاله در طول عمر خود هیچ ماده‌ای را جذب نکند، آن‌قدر جرمش کاهش می‌یابد تا ناپایدار شود و در انفجاری پرنور متلاشی شود.

اکنون به گزارش پاپ‌ساینس، محققان دانشگاه میلان ادعا کرده‌اند که تشعشع هاوکینگ را در آزمایشگاه دیده‌اند. آن‌ها در آزمایشگاه خود، مدل وارونه یک سیاهچاله را با استفاده از متامتریال‌ها به وجود آورده‌اند. در این مدل وارونه که سفیدچاله نامیده می‌شود، به جای این که مثل سیاهچاله‌ها نور به درون کشیده شود، امواج نور به یک مکث کامل می‌رسند.

اگر ادعای آن‌ها درست باشد، این یافته تاثیر فراوانی بر علم کیهان‌شناسی و بسیاری از زمینه‌های علمی دیگر می‌گذارد. تنها راهی که ما برای پدیده محو شدن در سیاهچاله‌ها سراغ داریم،‌ همین نظریه تشعشع هاوکینگ است، بنابراین تایید این نظریه، تاثیر زیادی بر ادراک ما از پایان جهان خواهد گذاشت.

 

او از هر گونه تحرک عاجز است. نه می تواند بنشیند، نه برخیزد، نه راه برود. حتی قادر نیست دست و پایش را تکان بدهد یا بدنش را خم و راست کند. از همه بدتر توانایی سخن گفتن را نیز ندازد. زیرا عضلات صوتی او که عامل اصلی تشکیل و ابراز کلمات اند مثل 99 درصد بقیه عضلات حرکتی بدنش در یک حالت فلج کامل قرار دارند. مشتی پوست و استخوان است روی یک صندلی چرخدار که فقط قلبش و ریه هایش و دستگاه های حیاتی بدنش کار می کنند و بخصوص مغزش فعال است. یک مغز خارق العاده که دمی از جستجو و پژوهش و ره گشایی بسوی معماها و نا شناخته ها باز نمی ماند.
این اعجوبه مفلوج استیفن هاوکینگ پرآوازه ترین دانشمند دهه آخر قرن بیستم است که اکنون در دانشگاه معروف کمبریج همان کرسی استادی را در اختیار داردکه بیش از دو قرن پیش زمانی به اسحاق نیوتن کاشف قانون جاذبه تعلق داشت.همچنین وی را انیشتین دوم لقب داده اند زیرا می کوشد تئوری معروف نسبیت را تکامل بخشد و از تلفیق آن با تئوری های کوانتومی فرمول واحد جدیدی ارائه دهد که توجیه کننده تمامی تحولات جهان هستی از ذرات ریز اتمی تا کهکشان های عظیم باشد.
اینشتین معتقد بود که چنین فرمول یا قانون واحدی می بایست وجود داشته باشد و سالهای آخر عمرش را در جستجوی آن سپری کرد اما توفیقی نیافت.
استیفن هاوکینگ شهرت و اعتبار علمی خود را مدیون محاسبات ریاضی پیچیده و بسیار دقیقی است که در مورد چگونگی پیدایش و تحول سیاهچاله های آسمانی یا حفره های سیاه انجام داده است.این اجرام فوق العاده متراکم که به علت قدرت جاذبه بسیار قوی حتی نور امکان جدایی از سطح آن ها را ندارد و وجودشان بر اساس تئوری نسبیت انیشتین پیش بینی شده بود و به همین جهت هم سیاهچاله نامیده شدند.ردیابی و رویت آنها بوسیله قویترین تلسکوپ ها یا هر وسیله دیگر تا کنون ممکن نبوده است. با وجود این استیفن هاوکینگ با قدرت اندیشه و محاسبات ریاضی چون و چرا ناپذیرش- نه فقط وجود سیاهچاله ها را به اثبات رسانده و چگونگی شکل گیری و تحول آن ها را نشان داده بلکه به نتایج جالبی در رابطه این اجرام با کیفیت وقوع انفجار بزرگ Big Bang در آغاز پیدایش کیهان دست یافته است. که در دانش فیزیک اختری و کیهان شناسی اهمیت بسزایی دارد و به عقیده صاحبنظران بنای این علوم را در قرن آینده تشکیل خواهد داد.
کتاب جدید هاوکینگ در این زمینه که بعنوان سیاهچاله ها و جهان های نوزاد انتشار یافت در محافل علمی جهان مثل یک بمب صدا کرد و شگفتی فراوان برانگیخت. اما قبل از اشاره خلاصه ای می آوریم از زندگی نویسنده اش که براستی از کتاب او شگفتی بر انگیز تر است .
استیفن هاوکینگ در 8 ژانویه 1942 در شهر دانشگاهی آکسفورد زاده شد و دوران کودکی و تحصیلات اولیه اش را در همان شهر گذرانید. از همان زمان به علوم ریاضیات علاقه داشت و آرزوی دانشمند شدن را در سر می پروراند اما در مدرسه یک شاگرد خودسر و بخصوص بد خط شناخته می شد و هرگز خود را در محدوده کتاب های درسی مقید نمی کرد بلکه چون با مطالعات آزاد سطح معلوماتش از کلاس بالاتر بود همیشه سعی داشت در کتاب های درسی اشتباهاتی را گیر بیاورد و با معلمان به جر و بحث و چون و چرا بپر دازد !
پدر و مادرش از طبقه متوسط بودند با یک زندگی ساده در خانه ای شلوغ و فرسوده اما مملو از کتاب که عادت به مطالعه را در فرزندانشان تقویت می کرد. فرانک پدر خانواده پزشک متخصص در بیماری های مناطق گرمسیری بود و به همین جهت نیمی از سال را به سفرهای پژوهشی در مناطق آفریقایی می گذرانید. این غیبت های متوالی برای بچه ها چنان عادی شده بود که تصور می کردند همه پدر ها چنین وضعی دارند. و مانند پرندگان هر ساله در فصل سرما به مناطق آفتابی مهاجرت می کنند و بعد به آشیانه بر می گردند. در عین حال غیبت های پدر نوعی استقلال عمل و اتکا به نفس در بچه ها ایجاد می کرد.
استیفن در 17 سالگی تحصیلات عالیه را در رشته طبیعی آغاز کرد و از همان زمان به فیزیک اختری و کیهان شناسی علاقه مند شد. زیرا در خود کنجکاوی شدیدی می یافت که به رمز و راز اختران و آغاز و انجام کیهان پی ببرد. سالهای دهه 60 عصر طلایی کشف فضا- پرتاب اولین ماهواره ها و سفر هیجان انگیز فضانوردان به کره ماه بود و بازتاب این وقایع تاریخی در رسانه ها جوانان را مجذوب می کرد. بعلاوه استیفن از کودکی عاشق رمان های علمی تخیلی بود و مطالعه آن ها نیز بر اشتیاق او به کسب معلومات بیشتر در فیزیک و نجوم و علوم دیگر می افزود. او دوره سه ساله دانشگاه را با موفقیت به پایان برد و آماده می شد تا دوره دکترا را در رشته کیهان شناسی آغاز کند.
اما به دنبال احساس ناراحتی هایی در عضلات دست و پا استیفن در ژانویه 1963 یعنی آغاز بیست و یکسالگی مجبور به مراجعه به بیمارستان شد و آزمایش هایی که روی او انجام گرفت علائم بیماری بسیار نادر و درمان ناپذیری را نشان داد. این بیماری که به نام ALS شناخته می شود بخشی از نخاع و مغز و سیستم عصبی را مورد حمله قرار می دهد و به تدریج اعصاب حرکتی بدن را از بین می برد و با تضعیف ماهیچه ها فلج عمومی ایجاد می کند بطوریکه بمرور توانایی هرگونه حرکتی از شخص سلب می شود. معمولا مبتلایان به این بیماری بی درمان مدت زیادی زنده نمی مانند و این مدت برای استیفن بین دو تا سه سال پیش بینی شده بود.
نومیدی و اندوه عمیقی را که پس از آگاهی از جریان بر استیفن مستولی شد می توان حدس زد. ناگهان همه آرزوهای خود را بر باد رفته می دید. دوره دکترا-رویای دانشمند شدن - کشف رمز و راز کیهان - همگی به صورت کارکاتورهایی در آمدند که در حال دورشدن و رنگ باختن به او پوزخند می زدند. بجای همه آن خیال پروریهای بلند پروازانه حالا کاری بجز این از دستش بر نمی آمد که در گوشه ای بنشیند و دقیقه ها را بشمارد تا دوسال بعد با فلج عمومی بدن زمان مرگش فرا برسد.
به اتاقی که در دانشگاه داشت پناه برد و در تنهایی ساعتها متفکر و بی حرکت ماند. خودش بعدها تعریف کرده است که آن شب دچار کابوسی شد و در خواب دید که محکوم به اعدام شده است و او را برای اجرای حکم می برند و در آن موقعیت حس کرد که هر لحظه زندگی چقدر برایش ارزشمند است. بعد از بیداری به یاد آورد که در بیمارستان با یک جوان مبتلا به بیماری سرطان خون هم اتاق بوده و او از فرط درد چه فریادهایی می کشید. پس خود را قانع کرد که اگر به بیماری لادرمانی مبتلاست اما لااقل درد نمی کشد. بعلاوه طبع لجوج و نقادش که هیچ چیز را به آسانی نمی پذیرفت هشدار داد که از کجا معلوم که پیش بینی پزشکان درست از کار در بیاید و چه بسا که از نوع اشتباهات کتب درسی باشد!
اما آنچه به او قوت قلب و اعتماد به نفس بیشتری برای مبارزه با نومیدی و بدبینی داد آشنایی اش در همان ایام با دختری به نام (جین وایلد) بود که بعد ها همسرش شد و نقش فرشته نگهبانش را به عهده گرفت. جین اعتقادات مذهبی عمیقی داشت و معتقد بود که در هر فاجعه ای روزنه امید وجود دارد که با استقامت و قدرت روحی خود می تواند رشد کند و بارور شود. باید به خداوند توکل داشت و از ناکامیهایی که پیش می آید خیزگاههایی برای کامیابی ساخت.
جین دانشجوی دانشگاه لندن بود اما تحت تاثیر هوش فوق العاده و شخصیت استثنایی استیفن چنان مجذوب او شده بود که هر هفته به سراغش می آمد و ساعتی را به گفتگوی با او می گذرانید و آمپول خوشبینی تزریق می کرد.آنها پس از چندی رسما نامزد شدند و استیفن تحصیلات دانشگاهی اش را از سر گرفت زیرا برای ازدواج با جین می بایست هرچه زودتر دکترای خود را بگیرد و کار مناسبی پیدا کند.
و او طی دو سال با اشتیاق و پشتکار این برنامه را عملی کرد در حالیکه رشد بیماری لعنتی را در عضلاتش شاهد بود و ابتدا به کمک یک عصا و سپس دو عصا راه می رفت. ازدواجش با جین در سال 1965 صورت گرفت و او چنان غرق امید و شادی بود که به پیش بینی دو سال پیش پزشکان در مورد مرگ قریب الوقوعش نمی اندیشید.
پروفسور استیفن هاوکینگ اکنون 61 سال داردو ظاهرا بیش از یک ربع قرن قاچاقی زندگی کرده است. البته اگر بتوان وضع کاملا استثنایی او را در حال حاضر زندگی نامید.!
پیش بینی پزشکان در مورد بیماری فلج پیش رونده او نادرست نبود و این بیماری اکنون به همه بدنش چنگ انداخته است. از اواخر دهه 60 برای نقل مکان از صندلی چرخدار استفاده می کند و قدرت تحرک از همه اجزای بدنش بجز دو انگشت دست چپش سلب شده است. با این دو انگشت او می تواند دکمه های کامپیوتر بسیار پیشرفته ای را فشار دهد که اختصاصا برای او ساخته اند و بجایش حرف می زند. و رابطه اش را با دنیای خارج برقرار می کند زیرا از سال 1985 قدرت تکلم خود را هم ازدست داده است.
در آن سال او پس از بازگشت از سفری به درو دنیا برای مدتی در ژنو بسر می برد که مرکز پژوهشهای هسته ای اروپاست و دانشمندان این مرکز جلسات مشاوره ای با او داشتند. یک شب که استیفن هاوکینگ تا دیر وقت مشغول کار بود ناگهان راه نفس کشیدنش گرفت و صورتش کبود شد بیدرنگ او را به بیمارستان رساندند و تحت معالجات اضطراری قرار دادند. معمولا مبتلایان به بیماری ALS در مقابل ذات الریه حساسیت شدیدی دارند و در صورت ابتلای به آن میمیرند که این خطر برای استیفن هاوکینگ هم پیش آمده بود و گرفتن راه تنفس او ناشی از ذات الریه بود. پس از چند روز بستری بودن در بخش مراقبتهای ویژه بیمارستان سرانجام با اجازه همسرش تصمیم گرفته شد که با عمل جراحی مخصوص مجرای تنفس او را باز کنند اما در نتیجه این عمل صدای خود را برای همیشه از دست می داد .
عمل جراحی با موفقیت صورت گرفت و بار دیگر استیفن از خطر مرگ جست. هر چند قدرت تکلم خود را از دست داد اما با جایگزینی کامپیوتر مخصوص سخنگو ارتباط او با اطرافیانش حتی بهتر از سابق شد زیرا قبلا بعلت ضعف عضلات صوتی با دشواری و نارسایی زیاد صحبت می کرد. کامپیوتر سخنگو را یک استاد آمریکایی کامپیوتر در کالیفرنیت برای او ساخت و تقدیمش کرد. برنامه ریزی این دستگاه شامل سه هزار کلمه است و هر بار که استیفن بخواهد سخنی بگوید می بایست با انتخاب کلمات و فشردن دکمه های کامپیوتر به کمک دو انگشتش که هنوز کار می کنند جمله مورد نظرش را بسازد و صدای مصنوعی به جای او حرف می زند. البته اینگونه سخنگویی ماشینی طولانی تر است اما خود استیفن که هرگز خوشبینی اش را از دست نمی دهد عقیده دارد که به او وقت بیشتری می دهد برای اندیشیدن آنچه می خواهد بگوید و سبب می شود که هرگز نسنجیده حرف نزند.
ویلچر یا صندلی چرخدار استیفن که بوسیله آن رفت و آمد می کند نیز از پیشرفته ترین پدیده های تکنولوژی است و با نیروی الکتریکی حرکت می کند. وی اتکای زیادی به ویلچر خود دارد چون علاوه بر حرکت با آن وسیله ای برای ابراز احساساتش نیز محسوب می شود. مثلا اگر در یک میهمانی به وجد آید با ویلچرش به سبک خاص خود می رقصد و چنانچه صبر و حوصله اش را در مورد یک شخص مزاحم از دست بدهد در یک مانور سریع از روی پاهای او رد می شود !!! بسیاری از شاگردانش ضربه چرخهای ویلچر او را تجربه کرده اند و به گفته خودش یکی از تاسف هایش این است که طعم این تجربه را به مارگارت تاچر نچشانده است !
یکی از شگفتیهای این آدم مفلوج و نحیف که به ظاهر باید موجودی تلخ و غمزده و منزوی باشد شوخ طبعی و شیطنت کودکانه اوست که بخصوص در برق نگاه هوشمندانه و رندانه اش دیده می شود. در حالیکه اجزای چهره اش بی حرکت و فاقد هرگونه واکنش احساسی و عاطفی هستند اما چشمانش می درخشند.
انگار به هزار زبان با مخاطب سخن می گویند. او بهیچوجه خودش را منزوی نکرده است. به کنسرت و پارک می رود. در رستوران غذا می خورد. در انجمن های دانشجویان شرکت می کند. و سر به سر شاگردانش که همیشه او را سوال پیچ می کنند می گذارد. شیوه شیطنت آمیزش اینست که پاسخگویی را گاهی عمدا کش می دهد و در حالیکه پرسش کنندگان پس از چند دقیقه انتظار پاسخ مفصلی را برای سوال خود پیش بینی می کنند با یک کلمه بله یا نه از کامپیوتر سخنگویش همه را به خنده می اندازد.
این اعجوبه فاقد تحرک عاشق جنب و جوش و گشت و سیاحت است و تا کنون دوبار به سفر دور دنیا رفته و حتی از چین و دیوار باستانی آن دیدن کرده است. همچنین در صدها کنفرانس و سمینار علمی شرکت کرده است و به ایراد سخنرانی پرداخته است. که البته این سخنرانی ها قبلا در نوار ضبط و در روز کنفرانس پخش می شود.
از نکات جالب دیگر در زندگی استیفن هاوکینگ یکی هم اینست که او در سالهای اولیه زناشویی اش با جین وایلد از او صاحب سه فرزند شد یک دختر و دو پسر. لذت پدری و احساس مسئولیت در تامین زندگی فرزندان یکی از مهمترین انگیزه هایی بود که او را در مقابله با مشکلاتش یاری داد زیرا با طبع لجوج و بلندپروازش اصرار داشت که بهترین امکانات زندگی و تحصیل را برای بچه هایش فراهم کند و این امر مخارج هنگفتی روی دستش می گذاشت. هزینه خودش هم کم نبود چون می بایست به دو پرستار تمام وقت و یک دستیار حقوق بپردازد و درامد استادی دانشگاه کفاف این مخارج را نمی داد. به همین جهت در اواسط دهه 80 به فکر نوشتن کتاب افتاد و در سال 1988 کتاب معروف خود به نام ( تاریخ کوتاهی از زمان) را منتشر کرد .
در این کتاب که به فارسی هم ترجمه شده است استیفن هاوکینگ به زبان ساده و قابل فهم عامه پیچیده ترین مسائل فیزیک جدید و کیهان شناسی و بخصوص ماهیت زمان و فضا را بررسی کرده و نظریات و محاسبات خودش را شرح داده است. بی آنکه خواننده را با فرمولها و معادلات ریاضی بغرنج گیج کند. اما به رغم سادگی بیان و جذابیت مباحث بسیاری از مردم از آن سر در نمی آورند. زیرا ایده های مطرح شده در کتاب در سطح بالای علمی است. با وجود این کتاب مزبور 8 میلیون نسخه به فروش رفته و 183 هفته در لیست 10 کتاب پرفروش جهان قرار داشته است و طبعا چنین موفقیت بیمانندی مشکلات مادی استیفن را برای همیشه حل می کند.
کتاب جدید استیفن به نتایج پژوهشها و یافته های او درباره ی سیاهچاله ها اختصاص دارد. این اجرام مرموز و فاقد نورانیت آسمانی که بر اساس تئوری پذیرفته شده ای در سالهای اخیر از فروریزی و تراکم ستارگان سنگین وزن پس از اتمام سوخت هسته ای آن ها پدید می آیند ستارگان دیگر را در اطراف خود می بلعند و با افزایش جرم و در نتیجه دستیابی به نیروی جاذبه قویتر به تدریج ستارگان دورتر را به کام می کشند. بدینگونه در سیاهچاله ها ماده به حدی از تراکم می رسد که هر سانتی متر مکعب آن می تواند میلیونها و حتی میلیاردها تن وزن داشته باشد و نیروی جاذبه آنچنان قوی است که نور و هیچگونه تشعشعی امکان خروج از سطح آن ها را ندارد. به همین جهت ما هرگز نمی توانیم حتی با قویترین تلسکوپها این غولهای نامرئی را ردیابی کنیم.
اما استیفن هاوکینگ در کتاب تازه اش برداشتهای متفاوتی از سیاهچاله ها ارائه داده است و با محاسبات خود به این نتیجه می رسد که این اجرام بکلی فاقد نورانیت نیستند و بعلاوه موادی را که از ستارگان دیگر جذب و بلع می کنند در مرحله نهایی تراکم به حالتی انفجار گونه از یک کانال دیگر بیرون می ریزند. منتها آنچه دفع می شود به همان صورتی نیست که بلعیده شده است. به عبارت دیگر سیاهچاله ها نوعی بوته زرگری هستند که طلا آلات مستعمل را به شمش تبدیل می کنند. از کانال خروجی عناصر تازه در یک جهان نوزاد تزریق می شود که می توان آن را در مقابل سیاهچاله ( سپید چشمه) نامید.
شاید سالها طول بکشد تا صحت و سقم نظریه های جدید استیفن هاوکینگ روشن شود زیرا آنقدر تازگی دارد که عجیب به نظر می رسد. اما عجیب تر از آن مغز این مرد است که این نظزیه پردازی ها و رهگشائیها از آن می تراود. او برای محاسبات طولانی و پیچیده ریاضی و نجومی خود حتی از نوشتن ارقام روی کاغذ محروم است و باید همه این عملیات بغرنج را در مغز خود انجام بدهد و نتایج را در حافظه اش نگهدارد بدینگونه فقط با مغزش زنده است و به قول دکارت چون فکر می کند پس وجود دارد.

 

جورج جان تامسون

 

در 18 دسامبر 1856در شهر منچستر انگلستان متولد شد. پدرش به جمع‌آوری کتابها علاقه داشت، ولی تامسون علاقه خود را متوجه معلمی کرد، به طوریکه هشت نفر از شاگردانش برنده جایزه علمی نوبل شدند.

او که در نزدیکی منچستر به دنیا آمده بود، در سن 14 سالگی به کالج اونس که امروز دانشگاه ویکتوریا نامیده می‌شود راه یافت. جوزف در کالج از کمک هزینه تحصیلی استفاده می‌کرد و شاید اگر این کمک هزینه نبود، جوزف بعد از فوت پدرش، نمی‌توانست ادامه تحصیل دهد. ایشان در سال 1940در انگلستان درگذشت.

تامسون در نوزده سالگی فارغ التحصیل رشته مهندسی شد و در امتحان دانشگاه کمبریج شرکت کرد و رتبه دوم را کسب کرد و در این دانشگاه نیز با استفاده از کمک هزینه تحصیلی به تحصیل پرداخت و در رشته فیزیک فارغ التحصیل گردید. او پس از فراغت از تحصیل رسمی، به استخدام کالج ترینیتی همین دانشگاه کمبریج درآمد و در آزمایشگاه کاوندیش به تحقیق پرداخت.

در سال 1884 لرد رایلی که رئیس آزمایشگاه بود، استعفا کرد و تامسون که فقط 28 سال داشت، به ریاست آزمایشگاه انتخاب شد. گرچه کمی سن او مخالفت بسیاری از استادان را برانگیخت، و لیکن نبوغ تامسون و حسن مدیریت او سبب شد که مدت 34 سال این آزمایشگاه را با سطح بالای تحقیق علمی جهان اداره کند. او نه تنها مدیر این آزمایشگاه تحقیقاتی بود، بلکه خود نیز در شمار محققین ممتاز این مرکز بود.

در سال 1897 تامسون به نام «پدر الکترون» شهرت یافت. او که بر روی پرتوی کاتدی مطالعه می‌کرد، با مشاهده انحراف این اشعه در میدانهای مغناطیسی و الکتریکی معتقد شد که این اشعه، جریانی از ذرات باردار الکتریکی منفی هستند.

تامسون جرم نسبی هر ذره را بدست آورد و مشخص کرد که جرم هر الکترون تقریباً 2000 برابر کمتر از جرم اتم هیدروژن است.

به تشویق تامسون، ویلسون، یکی از شاگردانش، «اتاق ابری» را ساخت و با آن برای تعیین و تشخیص ذرات اتمی استفاده کرد. از جمله ویلسون توانست جرم و مقدار بار الکترون را اندازه‌گیری کند.

تامسون پس از 37 سال مدیریت آزمایشگاه کاوندیش، استعفا کرد و شاگردش ارنست رادرفورد به ریاست آزمایشگاه انتخاب شد. تامسون در آخر عمر، روحیه‌ای پرنشاط داشت. موفقیت خود و پسر و شاگردانش، سهم عمدهای در نشاط او داشتند.

او در سال 1906 برنده جایزه نوبل شد. این جایزه را به خاطر تحقیقات علمی و نظری که بر روی هدایت الکتریکی گازها کرده بود، دریافت کرد. پسرش جرج پاجت تامسون (متولد 1892) نیز برنده جایزه نوبل سال 1937 شد. این جایزه به خاطر کشف پدیده تفرق الکترون در کریستالها به او اعطا گردید.

آندره ماری آمپ

 

ر در بیست و دوم ژانویه 1775 در لیون فرانسه متولد شد. آمپر تنها پسر ژاک آمپر و ژان آنتوانت دسوتیته سارس بود که از بازماندگان خانواده‌های بازرگانان مرفه ابریشم در لیون بودند. یکی از دو خواهر او در جوانی فوت کرد و دیگری بعدها خانه‌دار خانه وی در پاریس شد. آمپر از کودکی به ریاضیات علاقه داشت و مقدمات حساب دیفرانسیل و انتگرال را نزد یکی از دوستان پدرش مطالعه نمود. آمپر بر اساس اصولی که در کتاب امیل روسو مطرح شده بود تربیت گردید، او در برابر کتابخانه در خور توجهی قرار گرفت، به وی اجازه داده شد که خود را مطابق آنچه ذوقش به او تلقین می‌کند پرورش دهد.

احتمالاٌ مهمترین تأثیر بر او از دائره المعارف (ژان لوروند دالامبرودنیس) بود، اما کاملاٌ مطابق آئین کاتولیک نیز تعلیم دید. در سال 1793 که آمپر 18 ساله بود، یعنی در حکومت وحشت و پر هرج و مرج‌ترین دوران انقلاب فرانسه، پدرش ناعادلانه محکوم به اعدام با کیوتین شد و پس از مرگ پدرش در آن سال ناراحتی عجیبی او را احاطه نمود، بطوریکه مدت یکسال طول کشید تا به وضع عادی خود برگشت.
در همین هنگام که بیست و یکسال بیش نداشت، به عشق دختری بیست و سه ساله گرفتار گردید. در سال 1799 آمپر با کاترین آنتوانت کاروان ازدواج کرده و در 1800 پسر آنها ژان ژاک به دنیا آمد. اما پس از مدت کوتاهی، مادر تندرستی خود را از دست داد و در 1803 فوت کرد. بر اثر این حوادث غم انگیز دوران جوانی، آمپر همواره شخصیت افسرده از خود نشان می‌داد.
آمپر هیچگونه آموزشی رسمی ندیده، پدرش او را به زیاد خواندن تشویق می‌کرد و آمپر جوان همه مقالات دایره المعارف مشهور ژان لوروند دالامبر و دنیس دید روی را بخاطر سپرد. پدر و مادر او کاتولیکهای معتقدی بودند و آمپر همواره از تنش میان تمایلات روشنفکرانه و باورهای مذهبی رنج می‌برد. یکی از اولین رشته‌های مورد علاقه‌اش گروه بندی گیاهان بود و نیز استعداد زود رسی در ریاضیات از خود نشان داد. آمپر پس از کمی تدریس خصوصی و عمومی در بورگ و لیون، در 1804 برای تدریس ریاضیات در مدرسه پلی تکنیک، که موسسه معتبری در زمینه آموزش علوم در پاریس بود، انتخاب شد.

وی چندین یادداشت ریاضی درباره معادلات دیفرانسیل جزئی نوشت و در 1814 عنوان ریاضیدان به عضویت فرهنگستان علوم فرانسه برگزیده شد. در این دوره آمپر در کنار ریاضی به تکمیل و بسط در زمینه شیمی نیز پرداخت. وی مفهومی کاملا هندسی از ساختار مولکولی طرح کرد، طرحی در دسته بندی عناصر شیمیایی ارائه داد و آنچه را که بطور کلی فرضیه آووگادرو نامیده می‌شود، نیز بصورتی مستقل عرضه کرد. آمپر در پاریس با دیدن دختری به نام ژان پوتو تمام غم و اندوه خود را فراموش نمود ولی کار این ازدواج به جایی رسید که یک روز زنش او را از خانه بیرون کرد، در این موقع آمپر سمت استادی مدرسه پلی تکنیک را داشت.
بر طبق نظر آمپر دو سطح شناخت جهان خارجی وجود دارد، نمودها که مستقیماٌ‌ از راه جوابی به ما عرضه می‌شوند و بودها که علل عینی نمودها به شمار می‌روند. ما می‌توانیم روابط میان نمودها و بودها را نیز بشناسیم و این روابط درست به اندازه بودها واقعیت دارند. شور فکری مداوم زندگی آمپر از سال 1801 تا زمان مرگش دستگاه فلسفی بود، اما این سالها به پژوهشهای علمی فوق العاده مبتکرانه نیز اختصاص داشتند.
آمپر از 1801 تا حدود 1815 خود را عمدتاٌ وقف ریاضیات کرد به تدریج که دلبستگی اش به ریاضیات کاهش یافت شیفته شیمی گردید و از 1821 تا 1828 دانش برق پویایی (الکترودینامیک) را پایه گذاری کرد و توسعه داد و همین کار عملی است که او را شهره ساخته و در ردیف اول فیزیکدانان جایگاه والایی به او بخشیده است. بزرگترین مقاله ریاضی آمپر با عنوان یادداشت درباره محاسبه انتگرال معادلات دیفرانسیل جزئی به بحث پیرامون مسائل گوناگون انتگرال گیری معادله‌های دیفرانسیل جزئی مربوط می‌شود. در سال 1815 آمپر نامه خود به برتوله را منتشر ساخت با عنوان نامه آقای آمپر به آقای کنت برتوله درباره تعیین نسبتهای ترکیب اجسام بر حسب تعداد و حالت مولکولهایی که اجزای تشکیل دهنده آن اجسام از آنها ترکیب شده‌اند.

از نظریه جاذبه عمومی که بطور عادی مایه پیوستگی اجسام دانسته می‌شود و از این واقیعت که نور به آسانی از اجسام شفاف می‌گذرد، آمپر نتیجه گرفت که نیروهای جاذبه و دافعه که با هر مولکولی ملازمند، مولکولهای دیگر اجسام را در فواصلی از یکدیگر نگاه می‌دارند که به گفته آمپر مقایسه با ابعاد این مولکولها بی‌نهایت بزرگند، در سال 1821 آمپر هم به عنوان ریاضیدان و هم تا اندازه‌ای به عنوان شیمیدانی نوآور شهرتی بدست آورده بود.

آمپر تا 1840 که 45 ساله شده بود، توجه زیادی به فیزیک نداشت. در آن سالها هانس کریستیان اورستد کشف کرد که جریان الکتریسیته می‌تواند جهت قرار گرفتن آهنربای آویخته را تغییر دهد. آمپر بی درنگ کار اورستد را دنبال کرد و به این نتیجه رسید که دو جریان الکتریکی خطی، بسته به جهت هایشان نسبت به هم، یکدیگر را جذب یا دفع می‌کنند. وی سپس نظر داد که همه پدپده‌های مغناطیسی در نتیجه نیروهای مشابهی که بین مدارهای ظریف مولکولی درون آهنربا وجود دارند ناشی می‌شوند. او موفق شد که برای این نیروهای وارد بر اجزای بینهایت کوچک مدار، فرمولی ریاضی کشف کند و این فرمول را برای ترتیبهای آزمایشی بسیار متنوعی از مدارها و آهنرباها بکار ببرد.

بدین سان، شاخه جدیدی از فیزیک که او آنرا «الکترودینامیک» نامید بوجود آمد. وی در سال 1822 به کشف القایش الکترومغناطیسی بسیار نزدیک شده، ولی افتخار کشف آن در سال 1831 نصیب مایکل فاراده شد. مهمترین خدمات و خلاقیت آمپر در مرحله گذار از نظریه‌های الکترو استاتیک و مغناطیس اوایل سده نوزدهم به نظریه میدان الکترودینامیکی که صورت گرفت. نبوغ او در زمینه‌های نظری و تجربی سبب شد که جیمز کلرک ماکسول، فیزیکدان معروف انگلسیی از او به عنوان نیوتن الکترویسته نام ببرد. در 1881 بکای جریان الکتریکی به نام او، آمپر نامیدند. آمپر علاوه بر سهمی که در پیشرفت ریاضیات، شیمی و فیزیک داشت، به فلسفه و بویژه روش شناسی علمی و طرحهای دسته بندی علاقمند بود.

ارشمیدس

 

دانشمند و ریاضیدان یونانی در سال 212 قبل از میلاد در شهر سیراکوز یونان چشم به جهان گشود و در جوانی برای آموختن دانش به اسکندریه رفت. بیشتر دوران زندگیش را در زادگاهش گذرانید و با فرمانروای این شهر دوستی نزدیک داشت.

در اینجا سخن از معروفترین استحمامی است که یک انسان در تاریخ بشریت انجام داده است. در داستانها چنین آمده است که بیش از 2000 سال پیش در شهر سیراکوز پایتخت ایالت یونانی سیسیل آن زمان ارشمیدس مکانیک دان و ریاضیدان و مشاور دربار پادشاه یمرون یکی از معروفترین کشفهای خود را در خزینه حمام انجام داد. روزی که او در حمامی عمومی به داخل خزینه حمام پا نهاد و در آن نشست و حین این کار بالا آمدن آب خزینه را مشاهده کرد ناگهان فکری به مغزش خطور کرد. او بلافاصله لنگی را به دور خود پیچید و با این شکل و شمایل به سمت خانه روان شد و مرتب فریاد می زد: یافتم، یافتم (به زبان یونان Heureca! Heureca!  ) او چه چیزی یافته بود؟
پادشاه به او مأموریت داده بود راز کار جواهر ساز خیانتکار دربار او را کشف و او را رسوا کند. شاه هیرون بر کار جواهر ساز شک کرده بود و چنین می پنداشت که او بخشی از طلایی را که برای ساختن تاج شاهی به وی داده بود برای خود برداشته و باقی آن را با فلز نقره که بسیار ارزانتر بود مخلوط کرده و تاج را ساخته است. هرچند ارشمیدس می دانست که فلزات گوناگون وزن مخصوص متفاوت دارند ولی او تا آن لحظه این طور فکر می کرد که مجبور است تاج شاهی را ذوب کند، آن را به صورت شمش طلا قالب ریزی کند تا بتواند وزن آن را با شمش طلای نابی به همان اندازه مقایسه کند. اما در این روش تاج شاهی نیز از بین می رفت، پس او مجبور بود راه دیگری برای این کار بیابد.

در آن روز که در خزینه حمام نشسته بود دید که آب خزینه بالاتر آمد و بلافاصله تشخیص داد که بدن او میزان معینی از آب را در خزینه حمام پس زده و جابه جا کرده است. او با عجله و سراسیمه به خانه بازگشت و شروع به آزمایش عملی این یافته کرد. او چنین اندیشید که اجسام هم اندازه، مقدار آب یکسانی را جابه جا می کنند ولی اگر از نظر وزنی به موضوع نگاه کنیم یک شمش نیم کیلویی طلا کوچکتر از یک شمش نقره به همان وزن است (طلا تقریباً دو برابر نقره وزن دارد) بنابراین باید مقدار کمتری آب را جابه جا کند. این فرضیه ارشمیدس بود و آزمایشهای او این فرضیه را اثبات کرد.

او برای این کار نیاز به یک ظرف آب و سه وزنه با وزنهای مساوی داشت که این سه وزنه عبارت بودند از تاج شاهی، هم وزن آن طلای ناب و دوباره هم وزن آن نقره ناب. او در آزمایش خود تشخیص داد که تاج شاهی میزان بیشتری آب را نسبت به شمش طلای هم وزنش پس می راند ولی این میزان آب کمتر از میزان آبی است که شمش نقره هم وزن آن را جابه جا می کند. به این ترتیب ثابت شد که تاج شاهی از طلای ناب و خالص ساخته نشده، بلکه جواهر ساز متقلب و خیانتکار آن را از مخلوطی از طلا و نقره ساخته است. به همین ترتیب ارشمیدس یکی از چشمگیرترین رازهای طبیعت را کشف کرد آن هم اینکه می توان وزن اجسام سخت را با کمک مقدار آبی که جابه جا می کنند اندازه گیری کرد. این قانون (وزن مخصوص) را که امروزه چگالی می گویند «اصل ارشمیدس» می نامند. حتی امروز هم هنوز پس از 23 قرن بسیاری از دانشمندان در محاسبات خود متکی به این اصل هستند.
به هر حال ارشمیدس در رشته ریاضیات از ظرفیتهای هوشی بسیار والا و چشمگیری برخوردار بود. او منجنیقهای شگفت آوری برای دفاع از سرزمین خود اختراع کرد که بسیار سودمند افتاد. او توانست سطح و حجم جسمهایی مانند کره، استوانه و مخروط را حساب کند و روش نوینی برای اندازه گیری در دانش ریاضی پدید آورد. همچنین به دست آوردن عدد پی نیز از کارهای گرانقدر وی است. او کتابهایی درباره خصوصیات و روشهای اندازه گیری اشکال و احجام هندسی از قبیل مخروط منحنی حلزونی و خط مارپیچ، سهمی، سطح کره و استوانه می دانست. علاوه بر آن او قوانینی درباره سطح شیبدار، پیچ اهرم و مرکز ثقل کشف کرد.
ارشمیدس در مورد خودش گفته ای دارد که با وجود گذشت قرنها جاودان مانده و آن اینست : «نقطه اتکایی به من بدهید، من زمین را از جا بلند خواهم کرد». عین همین اظهار به صورت دیگری در متون ادبی زبان یونانی از قول ارشمیدس نقل شده است اما مفهوم در هر دو صورت یکی است. ارشمیدس هم چون عقاب گوشه گیر و منزوی بود. در جوانی به مصر مسافرت کرد و مدتی در شهر اسکندریه به تحصیل پرداخت و در این شهر دو دوست صمیمی یافت، یکی کونون (این شخص ریاضیدان قابلی بود که ارشمیدس چه از لحاظ فکری و چه از نظر شخصی برای وی احترام بسیار داشت) و دیگری اراتوستن که گرچه ریاضیدان لایقی بود اما مردی سطحی به شمار می رفت که برای خویش احترام خارق العاده ای قائل بود.
ارشمیدس با کونون ارتباط و مکاتبه دائمی داشت و قسمت مهم و زیبایی از آثار خویش را در این نامه ها با او در میان گذاشت و بعدها که کونون درگذشت ارشمیدس با دوستی که از شاگردان کونون بود مکاتبه می کرد.
یکی از روشهای نوین ارشمیدس در ریاضیات به دست آوردن عدد پی بود، وی برای محاسبه عدد پی، یعنی نسبت محیط دایره به قطر آن روشی به دست آورد و آن را ثابت کرد. گذشته از آن روشهای مختلف برای تعیین جذر تقریبی اعداد به دست داد و از مطالعه آنها معلوم می شود که وی قبل از ریاضی دان هندی با کسرهای متصل یا مداوم آشنایی داشته است.
در حساب روش غیرعملی و چند عملی یونانیان را- که برای نمایش اعداد ازعلائم متفاوت استفاده می کردند- به کنار گذاشت و پیش خود دستگاه شماری اختراع کرد که به کمک آن ممکن بود هر عدد بزرگی را بنویسیم و بخوانیم.
دانش تعادل مایعات بوسیله ارشمیدس کشف شد و وی توانست قوانین آن را برای تعیین وضع تعادل اجسام غوطه ور به کار ببرد. همچنین برای اولین بار برخی از اصول مکانیک را به وضوح و دقت بیان کرد و قوانین اهرم را کشف کرد.
در سال 1906 ج.ل. هایبرگ مورخ دانشمند و متخصص تاریخ ریاضیات یونانی در شهر قسطنطنیه موفق به کشف مدرک باارزشی شد. این مدرک کتابی است به نام «قضایای مکانیک و روش آنها» که ارشمیدس برای دوست خود اراتوستن فرستاده بود. موضوع این کتاب مقایسه حجم یا سطح نامعلوم شکلی با احجام و سطوح معلوم اشکال دیگر است که بوسیله آن ارشمیدس موفق به تعیین نتایج مطلوب می شد. این روش یکی از عناوین افتخار ارشمیدس است که ما را مجاز می دارد که وی را به مفهوم صاحب فکر جدید و امروزی بدانیم، زیرا وی چیز و هرچیزی را که استفاده از آن به نحوی ممکن بود به کار می برد تا بتواند به مسائلی که ذهن او را مشغول می داشتند حمله ور گردد. دومین نکته ای که ما را مجاز می دارد که عنوان «متجدد» به ارشمیدس بدهیم روشهای محاسبه اوست. وی دو هزار سال قبل از نیوتن و لایب نیتس موفق به اختراع حساب انتگرال شد و حتی در حل یکی از مسائل خویش نکته ای را به کار برد که می توان او را از پیش قدمان فکر ایجاد حساب دیفرانسیل دانست.
زندگی ارشمیدس با آرامش کامل می گذشت، همچون زندگی هر ریاضیدان دیگری که تأمین کامل داشته باشد و بتواند همه ممکنات هوش و نبوغ خود را به مرحله اجرا درآورد. زمانی که رومیان در سال 212 قبل از میلاد شهر سیراکوز را به تصرف خود درآوردند سردار رومی مارسلوس دستور داد که هیچ یک از سپاهیانش حق اذیت و آزار و توهین و ضرب و جرح این دانشمند و متفکر مشهور و بزرگ را ندارند با این وجود ارشمیدس قربانی غلبه رومیان بر شهر سیراکوز شد. او به وسیله ی سرباز مست رومی به قتل رسید و این در حالی بود که در میدان بازار شهر در حال اندیشیدن به یک مسئله ریاضی بود. می گویند آخرین کلمات او این بود : دایره های مرا خراب نکن. به این ترتیب بود که زندگی ارشمیدس بزرگترین دانشمند تمام دورانها خاتمه پذیرفت. این ریاضیدان بی دفاع هفتاد و پنج ساله در سال 287 قبل از میلاد به جهان دیگر رفت.

ایزاک نیوتن

 

که در روز 25 دسامبر 1642 یعنی سال مرگ گالیله متولد شد. وی از خانواده‌ای است که افراد آن کشاورز مستقل و متوسط الحال بودند و مجاور دریا در قریه وولستورپ می‌زیستند. نیوتن قبل از موعد متولد شد و زودرس به دنیا آمد و چنان ضعیف بود که مادر گمان برد او حتی روز اول زندگی را نتواند به پایان برد. پدرش نیز در عین حال اسحق نام داشت و در 30 سالگی و قبل از تولد فرزندش درگذشت. پدرش مردی بوده است ضعیف، با رفتار غیر عادی، زودرنج و عصبی مزاج مادرش هانا آیسکاف زنی بود مقتصد، خانه داری بود صاحب کفایت و صنعتگری با لیاقت آیزاک دوره کودکی شادی نداشت.

او سه ساله بود که مادرش با بارناباس المیت کشیش مرفه با سنی دو برابر سن خود ازدواج کرد. جدایی از مادر ظاهرا سخت بر شخصیت او اثر گذاشت و تقریبا مسلم است که رفتار بعدی وی نسبت به زنان را نیز شکل داد. نیوتن هیچگاه ازدواج نکرد اما یکبار (شاید هم دو بار) نامزد کرد به نظر می‌آمد که تمرکز او منحصرا روی کارش بود. نه سالی که نیوتن در وولستورپ جدا از مادر گذرانید، برای وی سالهای دردناکی بود. داستان هایی بر سر زبان است که نیوتن جوان از قبه کلیسا بالا می رفت تا نورث ویتام ده مجاور را که مادرش اینک در آن زندگی می‌کرد، از دور ببیند. آموزش ابتدایی رسمی نیوتن در دو مدرسه کوچک دهکده‌های اسکلینگتن و راچفورد صورت گرفته بود که هر دو برای رفت و آمد روزانه به خانه او نزدیک بودند.

چنین به نظر می‌رسد که اول بار دایی او که کشیشی به نام ویلیام آیسکاف بوده است متوجه شد که در نیوتن استعدادی مافوق کودکان عادی وجود دارد. بدین ترتیب ویلیام آیسکاف مادر را مجاب کرد که کودک را به دانشگاه کمبریج (که خودش نیز از شاگردان قدیمی این دانشگاه بود) بفرستد. زیرا مادر نیوتن قصد داشت وی را در خانه نگهدارد تا در کارهای مزرعه به او کمک کند، در این هنگام نیوتن 15 ساله بود. کمبریج در آن زمان دیگر آکسفورد را از مقام اولی که داشت خلع کرده، و به قلب پیوریتانیسم انگلیس و کانون زندگی روشنفکری آن کشور بدل شده بود.

نیوتن در آنجا مانند هزاران دانشجوی دیگر دوره کارشناسی، خود را غرق مطالعه آثار ارسطو و افلاطون می‌کرد. نیوتن در یکی از روزهای سال 1663 یا 1664 شعار زیر را در کتابچه یادداشت خود وارد کرد، افلاطون دوست من و ارسطو هم دوست من است، اما بهترین دوست من حقیقت است نه کلام . او از کارهای دکارت در هندسه تحلیلی شروع کرده، و سریعا تا مبحث روشهای جبری پیش آمده بود، در آوریل 1665 که نیوتن درجه کارشناسی خود را گرفت، دوره آموزشی او که می‌توانست چشمگیرترین دوره در کل تاریخ دانشگاه باشد بدون هیچگونه شناسایی رسمی به اتمام رسید.

در حدود سال 1665 مرض طاعون شیوع یافت و دانشگاه دانشجویان خود را مرخص کرد. نیوتن به زادگاه خود مراجعت کرد همین موقع بود که هوش و استعداد نابغه بزرگ آشکار گشت، زیرا تمام کتابها و جزوه‌های خود را در دانشگاه جا گذاشته بود فکر خود را آزاد گذاشت که به تنهایی از منابع خاص خود استفاده نماید. در این هنگام نیوتن بیش از 22 سال نداشت ولی بیش از ارشمیدوس و دکارت و ارسطو درباره معرفت ساختمان جهان دقیق شده بود، نیوتن ضمن دو سالی که در وولستورپ بود، حساب عناصر بی نهایت کوچک و قانون جاذبه عمومی را کشف کرد و تئوری نور را بنیان گذاشت.

این داستان که سقوط سیبی از درخت نیوتن را به فکر کشف جاذبه عمومی انداخته است به نظر درست می‌آید. او از آن لحظه این پرسشها را برای خود مطرح کرد : چرا سیب به پایین و نه بالا سقوط می‌کند؟ و چرا ماه بر زمین نمی‌افتد؟ این اندیشه‌ها بعدها او را به کشف قانون نیروی گرانش رهنمون شدند، هنگامی که نیوتن چندین سال بعد پاسخ این پرسش را توانست بیابد، در واقع یکی از قانونهای فیزیک را کشف کرده بود که بر تمام عالم حکمفرماست.

قانون نیروی گرانش او پس از شیوع طاعون و بازگشت به ملک مزروعی مادرش، طی 18 ماه به آگاهی ها و کشف هایی بیش از آنچه که دانشمندان دیگر در طول عمر خود دست می‌یابند، دست یافت. او در این مدت ساخت و ساز قانون نیروی گرانش را آغاز کرد. او در باره نور و رنگهای آن پژوهش کرد، دلیل جزر و مد را کشف کرد، قوانین و حرکات بخصوصی را به درستی تشخیص داد و معادله‌هایی برای آن نوشت که بعدها اساس و بنیان دانش مکانیک شد. در مورد نیروی گرانش نیوتن معتقد بود که نه تنها زمین چنین نیروی گرانشی دارد، بلکه تمام اجسام و اجرام چنین خصوصیتی دارند.

روزی که او منشوری را در دست گرفت و اجازه داد تا پرتو نور خورشید از میان آن بتابد. او با این کار کشف کرد که نور سفید به هنگام ورود به منشور شیشه‌ای منحرف می‌شود و به 7 پرتو نور اصلی با رنگهای گوناگون تجزیه می‌شود، آنهارنگهای رنگین کمان هستند که طیف یا بیناب نامیده می‌شوند و عبارتند از: سرخ، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش.

او تمام این کشفیات را در یک دوره زمانی 18 ماهه به انجام رسانید. بالاخره طاعون ریشه کن شد و او به لندن برگشت تا تحصیلات خود را به پایان برساند و 3 سال پس از آن را صرف کاوش و پژوهش در ماهیت و طبیعت نور کرد. او همچنین نخستین دوربین نجومی آینه‌ای را ساخت. تلسکوپ آینه‌ای رصدخانه مونت پالومار در کالیفرنیا نیز، که آینه آن 5 متر قطر دارد بر اساس اصول و قواعد نیوتن بنا شده است.

نیوتن در اثر مطالعات فراوان مبتلا به ناراحتی عصبی شد. از دو ناراحتی عصبی که نیوتن پیدا کرد، اولی ظاهرا در سال 1678 و دومی در سال بعد از فوت مادر او بود. در این دوره وی مدت 6 سال از هر گونه مکاتبه مربوط به تلاش های ذهنی دست کشید. دوران مابین 1684 و 1686 از نظر تاریخ فکری بشر مقام ارجمندی دارد، در این دوران هالی توانست با تدبیر بسیار نیوتن را وا دارد که اکتشافات خویش را در نجوم و علم حرکات به منظور انتشار تدوین کند و نیوتن نیز به این کار رضایت داد.

در سال 1687 در 45 سالگی قانون جاذبه زمین و سه قانون درباره حرکت را در کتابش که به زبان لاتین نوشته شده بود با خرج هالی منتشر کرد. نیوتن به مطالعات عظیم دیگری پرداخت که حتی امروزه نیز کامل نشده است و آن اینکه با بکار بردن قوانین علم الحرکات و قانون جاذبه عمومی فرو رفتگی زمین را در دو قطب آنکه نتیجه دوران روزانه زمین به دور محورش می‌باشد محاسبه کرد و به کمک این محاسبه در صدد برآمد سیر تکامل تدریجی سیاره را مورد مطالعه قرار دهد. نیوتن تغییرات وزن اجسام را برحسب تغییر عرض جغرافیایی مکان بدست آورد و نیز ثابت کرد که هر جسم تو خالی که به سطوح مروی متحدالمرکز و متجانس محدود شده باشد، نمی‌تواند هیچگونه نیرویی بر اجسام با ابعاد کوچک که در نقطه غیر مشخصی در داخل آن قرار داشته باشند اعمال کند.

نیوتن در پاییز سال 1692 هنگامی که به 50 سالگی رسید نزدیک می‌شد به سختی مریض و بستری شد، بطوری که از هر گونه قوت و غذایی بیزار شد و دچار بی‌خوابی مفرط گردید که به تدریج به بی‌خوابی کامل تبدیل شد. خبر کسالت شدید نیوتن در قاره اروپا انتشار یافت. لیکن بعد از آنکه خبر بهبودی او را دادند دوستانش شادمان گردیدند. حکومت بریتانیا به منظور قدر دانی از خدمات این دانشمند بزرگ یک منصب بسیار بالای دولتی به وی اعطاء کرد و او در سال 1700 میلادی به عنوان خزانه دار کل سلطنتی منصوب شد، منصبی که تا آخر عمرش آن را حفظ کرد.

در همان سال به عضویت آکادمی علمی فرانسه نیز انتخاب شد، در سال 1705 اعلی حضرت ملکه آن (ملکه انگلستان) به وی عنوان سر اعطاء کرد و به احتمال قوی اعطای این افتخار بیشتر به مناسبت خدمات او در ضرب مسکوکات بوده است تا به علت تقدم فضل او در معبد عقل و کمال.

وی چندی پیش از وفاتش با نگاهی به زندگی علمی طولانی گذشته‌اش از آن این خلاصه را بدست داد : من نمی‌دانم به چشم مردم دنیا چگونه می‌آیم، اما در چشم خود به کودکی می‌مانم که در کنار دریا بازی می‌کند و توجه خود را هر زمان به یافتن ریگی صافتر یا صدفی زیباتر منعطف می‌کند. در حالی که اقیانوس بزرگ حقیقت همچنان نامکشوف مانده در جلوی او گسترده است. آخرین روزهای زندگی وی تأثر برانگیز و از جنبه انسانی قوی و عمیق بوده است. اگر چه نیوتن نیز مانند سایر افراد بشر از رنج فراوان بی‌بهره نماند لیکن بردباری بسیاری که در مقابل درد و شکنجه دائمی دو سه سال اخیر زندگانی خویش نشان داد شکوفه‌های دیگری بر تاج گلی که بر فرق او قرار دارد می‌افزاید.

در آخرین روزهای زندگی از درد جانگداز آسوده بود و در نهایت آرامش در 20 مارس 1727 در 84 سالگی در لندن در گذشت و با عزت و شرف بسیار در وستمینستر آبی به خاک سپرده شد. برای قدردانی از این دانشمند بزرگ واحد نیرو را نیوتن نامیده‌اند. بدون تردید می‌توان گفت در تاریخ بشریت نامی مافوق نیوتن وجود نداشته و هیچ اثری از لحاظ عظمت و بزرگی مانند کتاب اصول او نخواهد بود.

لاپلاس بزرگترین ادامه دهنده اکتشافات او درباره‌اش چنین می‌گوید : کتاب اصول بنای معظمی است که تا ابد عمق دانش نابغه بزرگی را که کاشف مهمترین قوانین طبیعت بوده است به جهانیان نشان خوهد داد. لاگرانژ درباره او چنین می‌گوید : نیوتن خوشبخت بود که توانست دستگاه جهان را توصیف کند. افسوس که در عالم بیش از یک آسمان وجود ندارد. ولتر از مشهورترین ستایندگان او چنین نوشته است : ای رازدار آسمانها و ای جوهر ابدی راست بگو تو نسبت به نیوتن حسادت نمی‌ورزی؟

 

مایکل فارادی

 

در سال 1821، مایکل فارادی، دانشمند انگلیسی اولین موتور الکتریکی و در کمتر از یک دهه بعد از آن، اولین مولد برق را ساخت؛ ولی برای جدی گرفتن نیروی برق؛ نیم قرن دیگر زمان لازم بود!

مجید جویا: بیشتر ایده‌های جدید علمی هر قدر هم که در ابتدا نبوغ‌آمیز و هوشمندانه به نظر رسیده باشند، در نهایت غلط از آب در آمده‌اند؛ ولی برای تعداد محدودی از ایده‌های نو، درست عکس این روند اتفاق افتاده است. آنها در ابتدای مطرح شدن با نفی و بی‌مهری منتقدان روبرو شده بودند، اما درنهایت نه تنها درست بودن خود را به اثبات رساندند، بلکه دنیا را نیز تغییر دادند. نشریه نیوساینتیست در گزارشی، 10 مورد از این ایده‌های انقلابی را معرفی کرده است.

در حوزه‌هایی از علم که کمک‌های مالی برای تحقیقات بسیار اندک است، این ده ایده ارزش علم خالص را به یاد می‌آورند، آن هم نه فقط برای ارضای کنجکاوی بشر بلکه برای کاربردهای عملی بی‌انتهایش.

داستان برق

از میان بسیاری از کشفیات غیر منتظره‌ای که می‌توانند دنیا را تغییر دهند، این شناخته شده‌ترین و متناسب‌ترین مثال ممکن است. این که این داستان واقعیت دارد یا فقط داستان است، سوالی بی‌جواب است!

در سال 1821، وقتی مایکل فارادی در موسسه سلطنتی لندن کار می‌کرد، کار هانس کریستین اورستد دانمارکی را دنبال کرد، که انحراف سوزن قطب‌نما در کنار سیم حامل برق، او را هشیار کرد و چنین نتیجه گرفت که الکتریسیته و مغناطیس با هم ارتباط دارند.

فارادی با توجه به این اثر، موتور الکتریکی را ساخت و سپس، یک دهه بعد، دریافت مغناطیسی که در یک سیم‌پیچ حرکت کند، می‌تواند در آن سیم‌پیچ جریان برق را القا کند. در سال 1845، او سنگ بنای نظریه الکترومغناطیس را به صورت فرمول بیان کرد.

داستان مشهوری در این زمینه نقل شده که فارادی برای نخست‌وزیر انگلستان یا یکی از سیاستمداران برجسته، القای الکترومغناطیسی را به نمایش گذاشت. هنگامی که از او پرسیدند که: «این کار به چه دردی می‌خورد؟» فارادی پاسخ داد که «یک نوزاد به چه کار می‌آید؟» یا شاید هم گفته باشد: «به زودی می‌توانید بر آن هم مالیات ببندید».

این داستان واقعی باشد یا ساختگی، این درس را به همراه دارد که شاید برای به بار نشستن سرمایه‌گذاری اولیه‌ای در علوم پایه، نیاز به گذشت زمانی به اندازه نیم‌قرن باشد. نخستین استفاده عملی از یافته‌های فارادی در تلاشی ناموفق برای ساخت یک فانوس‌دریایی برقی در دهه 1850 اتفاق افتاد؛ همچنین در مخابره تلگراف برد بلند که منجر به ساخت کابل تلگراف اقیانوس اطلس شد نیز به کار رفت.

ولی مردم برای استفاده گسترده از برق مجبور شدند تا دهه 1880 صبر کنند؛ زمانی که زیست‌شناس نامدار توماس هاکسلی و جان تیندال فیزیکدان، دولت را به حمایت مالی از علوم مجاب کردند.

برگرفته از: خبر آنلاین

 

مایکل فارادی فرزند نعل بند فقیری است که در بیست و دوم سپتامبر 1791 در انگلستان متولد شد. او به رغم آموزش رسمی کمی که دیده بود ادیسون زمان خود شد. در سیزده سالگی در دکان صحافی به عنوان شاگرد مشغول کار شد و هنگام فراغت به مطالعه کتابهای موجود در دکان صحافی می پراخت. مطالعه یکی از تألیفات شیمی دان سوئیسی ژان مارسه او را به خط سیر علوم وارد نمود. فارادی از آن پس در کلاس سر همفری دیوی (شیمی دان مشهور) حاضر می شد و مقالاتی هم در این باره می نوشت و برای استاد می فرستاد. او با خودآموزی در علم تا آنجا پیش رفت که برجسته ترین فیزیکدان آزمایشگر عصر خود شد.

در سال 1813 سر همفری دیوی او را به عنوان دستیار خود انتخاب نمود. در آغاز فارادی می بایست فقط کارهای جزئی و بی اهمیت از قبیل جارو کشیدن کف آزمایشگاه و تمیز کردن آزمایشگاه را انجام می داد ولی او همیشه چشم و گوشش را باز نگه می داشت و هرگاه فرصت دست می داد تجربیات آزمایشگاهی خود را انجام می داد. فارادی به مبحث الکتریسیته علاقه خاصی داشت. در آن زمان می دانستند که هرگاه جریان های الکتریکی از میان مایعات خاصی عبور داده شوند جریان الکتریکی مایع را به عناصر تشکیل دهنده آن تجزیه می کند، بنابراین مثلاً جریان الکتریکی می تواند آب را به دو ماده گازی شکل اکسیژن و هیدروژن تجزیه کند یا اگر مثلاً جریانی الکتریکی را از میان محلول نیترات نقره عبور دهند نقره خالص رسوب می کند، این فرایند را الکترولیز می نامند.

فارادی در سال 1821 نخستین موتور الکتریکی)الکترو موتور( را ساخت. البته این هنوز موتوری بسیار ساده و ضعیف تر از آن بود که بتواند کاری انجام دهد. ولی به هر حال این موتور اختراع معرکه ای بود که روزی پس از بهینه سازی و تکامل، ماشینهای پرقدرتی را برای هر خط کاری قابل تصوری به کار می انداخت. فارادی به این ترتیب توجه جهان علمی آن روز را به خود جلب کرد و در سال 1824 به عنوان استاد انجمن سلطنتی انگلستان در لندن برگزیده شد. دیوی نسبت به فارادی نظر خوبی نداشت و او را همان شاگرد فقیر سابق می دانست در صورتی که در این هنگام فارادی مقامی همانند دیوی کسب نموده بود. فارادی درسال 1831 روندی را که طی آن نخستین موتور الکتریکی را به کار انداخت به طور معکوس تجزیه کرد. در موتور الکتریکی او از الکتریسیته برای ایجاد حرکت استفاده کرده بود. حال می خواست از حرکت برای تولید الکتریسیته استفاده کند. او زمانی به این فکر افتاد که در حال انجام آزمایشهایی با آهنربا بود. آهن ربای فارادی از جنس آهن بود. نیروی مغناطیسی یا جاذبه آهنربا به طور نامرئی در فضای اطراف آهن ربا گسترده است که این فضا را میدان مغناطیسی یا میدان نیرو می نامند. فارادی کشف کرد که چگونه می توان برق تولید کرد. نخستین ژنراتور یا به عبارت دیگر مولد برق فارادی از یک صفحه مدور مسی تشکیل می شد که میان دو انتهای یک آهن ربای نعل اسبی به وسیله محوری استقرار یافته بود و بوسیله یک اهرم حرکت دستی چرخانده می شد. وقتی این صفحه مدور با سرعت در میدان مغناطیسی می چرخید جریان الکتریکی ایجاد می شد که این جریان از طریق یک جفت سیم مسی به نقطه دلخواه هدایت می شد.

فارادی در سالهای 1831 و 1832 اثر خود را که شامل «الکتریسیته القایی» بود به جامعه پادشاهی داد و همین اثر بود که نام او را در دنیا ابدی ساخت. شهرت او بیش از هرچیز به پاس کشف پدیده القاء الکترومغناطیسی است که سبب توفیق وی در آن آزمایش مقدماتی هانس کریستین اورستد بود. آن آزمایش نشان می داد که عقربه قطب نمایی که در مجاورت یک سیم حامل جریان برق واقع باشد از راستای خود منحرف می شود. فارادی دریافت که در هر دو زمینه الکتریسیته و مغناطیس، خواص بوسیله نیروهایی که در راستاهای نامرئی به نام راستای خطوط نیرو یا میدان اثر می کنند منتقل می شود. این کشف او آغازگر نظریه میدانها و در حکم برداشتن یک قدم در آن زمینه بود.

کمک مهم فارادی به پیشرفت فیزیک جلب توجه دست اندرکاران به میدان نامرئی نیرو بود که امروزه از اهداف اصلی پژوهش در کلیه زمینه ها از ذرات درون هسته اتم گرفته تا فضاهای بین کهکشانی است. بررسی های الکتروشیمیایی فارادی نیز او را قانع ساخت که ماده از اتم هایی مختلف الجنس با بار الکتریکی موازنه شده یعنی از اتمهایی که دارای مقادیر برابری بار الکتریکی مثبت و منفی هستند درست شده است.
فارادی که در زمان حیاتش از لحاظ علمی به درجه ای عالی رسیده بود مردی متواضع، محجوب و ساده بود. او عنوان اشرافی بارون را که به وی پیشنهاد کرده بودند نپذیرفت و گفته بود : چون این لقب چیزی به من نمی آموزد بنابراین مورد استفاده ام نخواهد بود. فارادی ایجاد کننده الکتروتکنیک در بیست و پنجم اوت 1867 در سن 76 سالگی درگذشت.

الساندرو ولتا

 

در سال 1745 در کومو که در نزدیکی میلان ایتالیا بود به دنیا آمد. دایی ولتا مسئولیت تربیت وی را که در کالج یسوعی محلی آغاز شده بود به عهده گرفت، سپس دایی دیگرش که از فرقه دومینیکی و در معتقدات یسوعی با او سهیم بود، آن را به پایان رسانید. ولتا تحصیلاتش را در مدرسه مذهبی بنتسی ادامه داد و در آنجا بود که کتاب لوکریتوس سخت بر او اثر گذاشت. دایی های او می خواستند که او پیشه وکالت را که از سوی خانواده مادرش شغل ابرومندی شناخته شده بود برگزیند، ولی ولتا ترجیح داد که از آنچه نبوغ خود می نامید پیروی کند و این نبوغ، او را در هجده سالگی به مطالعه درباره برق کشانید.

ولتا در بیست و نه سالگی معلم مدرسه شبانه روزی «کوم» گردید. در همین موقع اسبابهای مختلف الکتریکی از قبیل الکتروفور، آب سنج، الکتروسکوپ و غیره را ساخت و شهرت بسیاری کسب نمود و در سال 1779 با سمت استادی در دانشگاه پاوی مشغول به کار شد. ولتا در اختراع الکتروفور(دستگاه برق ساز) خود یعنی شگفت آور ترین ابزار برقی پس از بطری لید، این بینش را که صمغ (رزین) برق خود را بیش از شیشه حفظ می کند با این واقعیت تلفیق کرد که یک ورقه فلزی و عایق بارداری که خوب تنظیم شده باشند می توانند جرقه های فراوان تولید کنند، بی آنکه برق را ضعیف سازند.

در سال 1772 ولتا صورت مفصل و دشواری از Electtricismo artificial را منتشر کرد که بیش از پیش مؤید این نظر عجیب بود که برقهای ناهمنام در پیوند یک عایق باردار و یک هادی که موقتاً به زمین وصل شده است فقط به این منظور یکدیگر را خنثی می کنند که در تجزیه های بعدی با تقویت مجدد پدید آیند. گاز سنج ولتا یکی از مهمترین کشف های سده هیجدهم را محقق ساخت و آن عبارت بود از کشف ترکیب آب که لاووازیه در میان چیزهای دیگر با جرقه زدن اکسیژن و هیدروژن روی جیوه بدان پی برد.

مطالعات بعدی ولتا به هوا مربوط می شد، به عمل و تأثیر گرما در گازها و بخارها. تصور کلی او از گرما دنباله نظریه های کرافردوکرون درباره سیالات است با یک استثنا ی خاص. گو آنکه منابع او پدیده گرمای نهان را به ترکیبی شیمیایی نسبت می دادند که موجب تغییر حالت بود. او گرما را عمده ساخت و گرمای نهان را نتیجه جهش بعدی در ظرفیت گرمای ویژه دانست. ولتا در اندازه گیری انبساط هوا به عنوان تابعی از گرما یا شاید تابعی از دمایی که در دماسنج جیوه ای نشان داده می شود موفقتر بود، ولی مجلاتی که مخصوص انتشار این نتایج بودند در خارج ایتالیا کمتر خوانده می شدند. در هر حال حق قضیه «ثابت بودن ضریب انبساط هوا» بنابر رأی یکپارچه کنگره بین المللی فیزیکدانان در کومو که به پاس صدمین سال درگذشت دو تشکیل شده بود بار دیگر به ولتا برگردانده شد.

در سال 1780 موضوع بحث مجامع علمی«الکتریسیته» بود. والش ثابت کرده بود که تکان حاصل از تماس با ماهی تورپیل از نوع تکانهای الکتریکی است. درسال 1773 ماهی مزبور را تشریح کرد و عنصر مولد الکتریسیته را پیدا نمود. هنتر در همان زمان عنصر مشابهی در بدن یکی از انواع مارماهی پیدا کرد، به این ترتیب فکر اینکه حیوانات دیگر هم باید دارای این عضو باشند قوت گرفت. لویی گالوانی استاد تشریح دانشگاه بولونی در سال 1780 این آزمایش را روی قورباغه انجام داد، بطوریکه قورباغه را به برق گیر آویزان نمود و ملاحظه نمود که هنگام عبور ابر عمل انقباض در پنجه های قورباغه انجام می شود. گالوانی برای اطمینان کامل در هوای خوب قورباغه را به بالکون فلزی منزل خودش آویزان کرد ولی نتایج قبلی را مشاهده نکرد. یک شب که حوصله اش از نگرفتن نتیجه به سر آمده بود با عصبانیت قورباغه را از محلی که آویزان کرده بود جدا کرد و در این موقع به موجب تصادف در اثر تماس گازانبری که بوسیله آن قورباغه را گرفته بود با بالکون تکانی در قورباغه مشاهده می نماید و فکر می کند که واقعاً مسئله الکتریسیته حیوانی را کشف کرده است.

ولی صدای مخالفی، از ولتا بلند شد که الکتریسیته که در این عمل بوجود آمده است فقط در اثر تماس گاز انبر و بالکون آهنی است. ولتا در واقع تجربیات گالوانی را تکرار نمود و در صدد برآمد که ثابت کند قورباغه دخالتی در ایجاد الکتریسیته نداشته است. آنگاه سکه ای ازنقره و قطعه ای روی به کار برد و آنها را با پارچه پشمی اسیددار از هم جدا نمود و بدین وسیله پیل الکتریکی تشکیل شد. این پیل فقط جرقه تولید نمی کرد بلکه جریانی متصل که در حال عبور بود ایجاد می نمود.

این دانشمند بزرگ روز بیستم مارس ضمن نامه ای اکتشاف خود را به جامعه پادشاهی اطلاع می دهد و از همین زمان شهرت فراوانی در سراسر اروپا کسب می نماید وکشف او تأثیر عمیقی در مجامع علمی بوجود آورد و ناپلئون او را به پاریس دعوت می کند و از او می خواهد که تجربه اش را در مقابل آکادمی تکرار کند و بعد از اثبات آن او را به سمت کنت و سناتور کشور ایتالیا انتخاب می کند. ولتا بعد از سه سال از شغل خود کناره می گیرد و به کوم می رود. او در سال 1827 در هشتاد و دو سالگی زندگی را وداع می گوید.