اسحاق نيوتون Isaac newton 25 دسامبر 1642 متولد شد. ازخانواده اي است كه افراد آن كشاورزان مستقل
و متوسط الحال بوده اند و زادگاهش مجاور دريا، قريه و ستورپ در ده كيلومتري جنوب گرانتهام Grantham
كنت لينكلن Linceln انگلستان واقع است.
نيوتون نارس به دنيا آمد و موقع تولد آنقدر ضعيف بود كه هيچ كس انتظار نداشت او زنده بماند.
سه ماه قبل از تولد نيوتون پدرش در سن 30 سالگي مرد و پردش مردي بوده با رفتار غير عادي و ضعيف،
زودرنج و عصبي مزاج. مادرش هاناآسيكاف Hannah Ayscongh حدود 2 سال بعداز تولد نيوتون با بارنابه
اسميت Barnabesmith شريعتمدار كليساي مجاور نورث ويتهام North Witham ازدواج كرد كه حاصل اين
ازدواح 3 فرزند بوده است. پس از ازدواج مادر نيوتون سرپرستي و مراقبت از نيوتون به مادربزرگ پيروسالخورده
اش محول گرديد. بدين ترتيب نيوتون دوران كودكي خود را در قريه اي دور افتاده گذرانيد نه مادري
داشت كه اورا در سينه گرم خود فشار دودست رافت بر سرش كشد و نه خواهر و برادري داشت كه با بازي
و غوغاي كودكانه سرگرمش سازد به طوري كه گوشه گيري وانزواطلبي نيوتون را بيشتر معلول زندگي انفرادي
و تنهايي حزن انگيز دوران طفوليت او مي داند.
نيوتون در دوراني رشد و نمود كرد كه هنوز انگلستان طعم تلخ ترس و وحشت جنگهاي طولاني و مخوف
داخلي را زيربان داشت و دستجات راهزنان و غارتگران سراسر خاك اين كشور را عرصه تاخت و تاز خود
قرار داده بودند. چارلز اول بعداز مرگ پدرش جك اول به سلطنت رسيده بود مردي مستبد بود در طول 11
سال حكومت بارها پارلمان را منحل كرد و انقلاب و حمله اسكاتلندي ها موجب بروز جنگهاي داخلي در
انگلستان شد.
در اين اوضاع و احوال مادربزرگ نيوتن هم متهم به هواخواهي از نيروهاي سلطنتي بود. بديهي است
كه زني سالخورده، درآن اوضاع و احوال و اين اتهام نه مي توانست از ترس و وحشت نيوتون بكاهد و در
روح و فكر مرغوب و رنجديده اش را آرامشي بخشد.
نيوتون كودكي نبود كه ساختمان بدني قوي و مستحكم داشته باشد بنابراين مجبور بود از بازي هاي
پرهيامو و زدوخوردهاي هم سالان خود كنار گيري كند. لذا شخصا براي خويش تفريحاتي اختراع كرده بود
كه نبوغ وي در ضمن آنها خودنهايي مي كرد كه از آن جمله: ساخت بادبادكي كه چراني درخودپنهان داشت،
چرخهايي كه با نيروي آب كار مي كردند و...
نيوتون اولين تعليمات مقدماتي را در دهكده خود يا مدرسه ابتدايي دهكده هاي مجاور يافت و اولين
بار دايي او كه كشيشي به نام ويليام آسيكاف بود متوجه نبوغ و استعداد نيوتون شد اين شخص از شاگردان
قديمي دانشگاه كمبريج بود مادر نيوتون را كه بعداز مرگ شوهر دومش به دولستورپ برگشته بود مچاب
كرد كه نيوتون را به دانشگاه كمبريج بفرستد.
طبق نصايح دايي نيوتون ابتدا به كالج گر انتهام رفت و در كلاس ما قبل آخر درس خواند و همواره
مورد طعن و طنز شاگرداني بود كه از وي قوي تر بودند. در اين دوران بود كه مديران مدرسه ودايي نيوتون
متفق القول شدند كه وي قادر است برنامه دانشگاه كمبريج را درك كند. نيوتون دردوران تحصيل در كالج
نزد آقاي كلارك دوافروش و عطار دهكده منزل داشت و با نادختري عطار به نام خانم استوري آشنا شد
و به وي دلبستگي پيدا كرد. نيوتون در سن 19 سالگي قبل از اينكه و وستورپ را ترك گويد با استوري
نامزد شد با وجود اينكه نيوتون به اين دختر عشق مي ورزيد و محبت زياد داشت، اما غيبت طولاني و
دلبستگي روز افزون وي به كارهاي علمي موجب شد كه عشق بين اين دوكم شود به طوري كه نيوتون در زندگي
هرگز ازدواج نكرد.
در ماه ژوئن 1661(1040) نيوتون وارد ترنيتي كالج دانشگاه كمبريج گرديد و در عداد شاگرداني درآمد
كه در عين تحصيل مي بايست ليست كارهاي يدي انجام دهد تاكسر مخارج زندگي و تحصيل خويش را جبران
كند. هنگامي كه نيوتون وارد دانشگاه شد درنتيجه جنگهاي داخلي و بازگشت حكومت مطلقه در 1661 و اطاعت
كوركورانه عمال دانشگاه از مقام سلطنت، دانشگاه كمبريج به يكي از سافل ترين درجات خود نزول كرده
بود. در سالهاي اوليه تحصيل در دانشگاه، نيوتون شاگرد برجسته اي نبود تا آنكه ايزاك بارو، استاد
رياضيات دل در كار او فروبست و او را تحت نفوذ خويش درآورد چنانكه بعدها بارو از سمت استادي خود
استعفا داد و كرسي رياضيات دانشگاه كمبريج را به نيوتون داد. نيوتون در دوران تحصيل در دانشگاه
در رشته هاي رياضيات، مكانيك سماوي، مبحث نور تحقيقاتي انجام داد. از نظر بشري و زندگاني عادي
نيوتون عينا مانند دانشجويان آن زمان مي زيست و علائمي وجود دارد كه نشان مي دهد كه چندين جلسه
به مي خانه رفته و دوبار در قمار باخته است.
نيوتون درماه ژانويه 1664 ديپلم B.A را گرفت و ما بين سالهاي 65 و 64 دانشگاه كمبريج را ترك
گفته و به زادگاه خود برگشت و به مدت 18 ماه در زادگاهش به تحقيق و تفحص پرداخت و خودش در مورد
اين دوران مي گويد: در آغاز سال 1665 من روش سديها و گسترش دوجمله اي رابه صورت سري يافتم، در
ماه مه روش تانشرانت هاگرگوري و سلوزيوس را بدست آوردم. ودر ماه نوامبر روش مستقيم فلوكسيون و
در ژانويه سال بعدتئوري رنگها و در ماه مه روش معكوس فلوكسيون را كشف نمودم و بالاخره درهمان سال
به تفكر درباب اين مساله پرداختم كه نيروي جاذبه تا مدارماه امتداد پيدا مي كند و بدين ترتيب پس
از سنجش نيروي لازم براي نگهداري ماه بر مدار خود، باقوه جاذبه سطح زمين، دريافتم كه ايندو تقريبا
باهم برابرند.
در خصوص مطالعات علوم الهي، نيوتون مرد خداشناسي بود طوري كه به قدرت و دانش كامله الهي يعني
ايجادكننده جهان ايمان داشت و در عين حال مومن بود به اينكه خودش قادر به كشف تمام حقايق نيست
وبدون گفتگو به اين موضوع اعتقاد داشت كه درزمين و آسمان اموري وجود دارد كه ما فوق فلسفه اوست.
اين ملاحظات موجب شد كه وي با جدي ترين صورت ممكن كوشش به عمل آورد تا بتواند مفهوم پيش بيني هاي
دانيال بني و اشعار مقدس يوحنا را روشن سازد و نيوتون ازجمله كساني شد كه آنها را امروزه معتقدان
به «وحدت وجودي» مي نامند.
نيوتون در دوراني كه در وولستورپ بود توانست قانون جاذبه عمومي را كشف كند اما در انتشار اين
قانون 20 ساله وقفه حاصل شد كه بسياري از مورخين تاخير را به اين موضوع نسبت داده اند كه معلومات
عددي كه در اختيار نيوتون بوده است صحت كافي نداشته و وي نمي توانست صحت قانون خود را تحقيق كند.

نيوتون بعداز بازگشت از وولستورپ و ورود به كمبريج به عنوان عضو وابسته در ترنيبتي كالج پذيرفته
شد ودرسال 1669 در سن 27 سالگي به عنوان استاد رياضيات جانشين اسحاق باروگريد و در آنجا مباحث
نور، تئوري ذره اي نور و اكتشافات خود را تدريس نمود ولي در امر تدريس چندان موفقي نبود طوري كه
كمتر كسي در سركلاسهاي درس او حاضر مي شود و او در كمبريج مظهر استادان كم حافظه و فراموشكار به
شمار مي رفت. كلاسهايش فاقد جذابيت لازم براي دانشجويان بود و همواره كلاسهاي درس او خالي ازشاگردبود
با اين حال اين شغل براي او بسيار مطبوع بود زيرا در هفته فقط يك ساعت تدريس مي كرد و ما بقي وقت
خود را به مطالعه و تحقيق مي گذراند.
نيوتون در سال 1668 با دست خود يك تلسكوپ انعكاسي ساخت و به ارضاد و مشاهده اقمار مشتري پرداخت
و منظور وي از اين ارضاد آن بود كه اقمار مزبور را مورد تجربه قراردهد و به كمك آن ملاحظه كند
كه آيا قانون جاذبه وي واقعا عمومي است يا نه.
نيوتون درسال 1672 به عضويت جامعه پادشاهي انتخاب شد و گزارشي از كشف خود را كه در ساختن دوربين
نجومي به او كمك شاياني كرده بود در 6 فوريه 1672 به لندن ارسال گرديد. اين گزارش حاوي نظريات
جديد نيوتون در باب نور و رنگ بود و حاوي بسياري از مطالب تازه و مسائل بديع بود كه براي اولين
بار سخن از آنها به ميان مي آمد اين گزارش اولين اثر علمي نيوتون است.
كتاب اصول نيوتون درسال 1686 آماده شد و براي اظهار نظر به جامعه پادشاهي تقديم گرديد و درسال
1687 با خرج هالي منتشرگرديد.
اصول مشتمل برسه كتاب است: كه قسمت اول آن (كتاب اول) شامل قوانين سه گانه نيوتون درباره حركت
است در دومين نيوتون به تحقيق و تتبع در مساله حركت در مايعات پرداخته است و در قسمت سوم بحث از
جاذبه عمومي به ميان آمده است.
چندسال بعداز انتشار اين كتاب در سال 1699 در دانشگاه كمبريج تدريس شد و در سال 1704 در آكسفورد
نيز اين كار انجام گرفت. در فوريه 1689 نيوتون به نمايندگي از دانشگاه براي شركت در مجلس موسسان
(پارلمان) انتخاب شد و تا ماه فوريه 1690 كه اين مجلس منحل شد نماينده بود، در تمام جلسات اين
مجلس شركت مي كرد ولي هيچ در اين مجلس اظهار نظر كرد و اساس سياست نيوتون به آن قرار داشت كه كوشش
كند تا دانشگاهها نسبت به شاه و ملكه وفادار باشند.
بي خوابي هاي طولاني و كار زياد براي نوشتن كتاب اصول، نيوتون را طوري ضعيف كرده بود كه در پائيز
1692 به سختي مريض شد و تا مرزجنون پيش رفت و در همين ايام بود كه نامه هاي تند و زنده به دوستان
خود مي نوشت و حتي در يكي ازنامه هاي خود به جان لاك (فيلسوف انگليسي) شديدا حمله نمود كرد كه
فيلسوف مي خواهد ميانه او را با زنان برهم بزند.
نيوتون درسال 1696 زندگي دانشگاهي را ترك گفت و با سمت ناظر ضرابخانه سلطنتي مشغول كار شد و
درسال 1699 به مقام استاد بزرگ مسكوكات ارتقاء يافت. در سالهاي 1701 و1702 نيوتون بار ديگر نماينده
دانشگاه كمبريج در پارلمان شد و درسال 1703 به مقام رياست جامعه پادشاهي انتخاب شد و تا هنگام
مرگ اين مقام را حفظ كرد. درسال 1705 ملكه انگلستان بوي عفوان سر Sir اعطا كرد.
نيوتون در اواخر عمر خود دچار سنگ مثانه شد و بالاخره در سيستم مارس 1727 درسن 85 سالگي ازدنيا
درگذشت و وي را در كليساي وست مينستر West minster در جوار پادشاهان انگلستان به خاك سپردند.
فهرست منابع: نيوتن
رياضي دان نامي،‌چاپ اول، تهران، چاپخانه سپهر 1348
دانشمندان و هنرمندان، چاپ اول، تهران، نشر ني 1378
دانشمندان بزرگ جهان علم، چاپ سوم، تهران، چاپخانه پيزوز 1350
سرزمين و مردم انگلستان، چاپ اول، تهران، بنگاه ترجمه و نشر كتاب 1345
تاريخ علم، چاپ اول،‌ تهران، چاپ و نشر علامه طباطبايي 1371
تاريخ علوم،‌ تهران، موسسه مطبوعاتي اميركبير(1328) 1947
دايره المعارف مشاهير جهان، چاپ اول، تهران، چاپ هومن 1375
نتايج بيشتر براي مطالعه
سيماي نامداران،‌تهران، راد 1370
انسانهاي جاويدان(شرح حال و بيوگرافي بزرگترين مشاهير و نوابغ عالم) تهران، كانون معرفت 440-1343
راهيان علم و دانش، تهران، قصه جهان نما 1370
دائره المعارف Americana
دايره المعارف Beribanica
تاريخ علم،‌دامپي ير، قباد صفري

گرانش، نيروي جاذبه ايست كه بين همه اجرام، به خاطر جرمشان، وجود دارد. جرم يك جسم، مقدار ماده آن است. به دليل وجود گرانش، جرمي كه در نزديك زمين قرار گيرد به سمت سطح اين سياره سقوط مي كند. جرمي كه در سطح زمين است نيز نيرويي به سمت پائين را به دليل گرانش تجربه مي كند. ما اين نيرو را در بدن خود به شكل وزن تجربه مي كنيم. گرانش، گازهاي تشكيل دهنده خورشيد را در كنار هم نگاه مي دارد و باعث مي شود سيارات در مدار خود به دور خورشيد قرار داشته باشند.

مردم، قرنها در مورد گرانش دچار اشتباه بودند. در سال 300 قبل از ميلاد مسيح، فيلسوف و دانشمند يوناني، ارسطو، بر اساس يك باور اشتباه فكر مي كرد كه اجرام سنگين سريعتر از اجرام سبك سقوط مي كنند. اين باور تا اوايل 1600 ميلادي همچنان در بين مردم پابرجا بود تا اينكه دانشمند ايتاليايي، گاليله اين باور را اصلاح نمود. گاليله گفت كه شتاب همه اجرام به هنگام سقوط با هم برابر است مگر اينكه مقاومت هوا يا نيروهاي ديگري بر آن تاثير بگذارد. شتاب يك جرم، مقدار تغيير در سرعت آن جرم است. بنابراين اگر يك جرم سنگين و يك جرم سبك را همزمان با هم از يك ارتفاع پرتاب كنيم در يك زمان به زمين مي رسند.
قوانين گرانش نيوتوني

ستاره شناسان در گذشته توانستند حركات ماه و سيارات بر فراز آسمان را اندازه گيري كنند. با اين حال تا اوايل سال 1600، هيچيك نتوانستند به درستي اين حركات را توضيح دهند. در آن زمان، ايزاك نيوتون دانشمند انگليسي، ارتباطي را بين حركات اجرام سماوي و نيروي جاذبه زمين توصيف نمود.

در سال 1665، زمانيكه نيوتون 23 ساله بود، سقوط يك سيب اين سوال را در ذهن او ايجاد كرد كه نيروي گرانش زمين تا چه فاصله اي تاثير گذار است. نيوتون كشف خود را در سال 1687 به نام "ريشه هاي رياضي در فلسفه طبيعت " تشريح نمود. نيوتون به كمك قوانين حركت سيارات كه توسط ستاره شناس آلماني يوهانس كپلر كشف شده بود، نشان داد كه چگونه نيروي گرانش خورشيد با افزايش فاصله كاهش مي يابد. او سپس فرض كرد كه گرانش زمين نيز به روشي مشابه در فواصل دور كاهش مي يابد. نيوتون مي دانست كه گرانش زمين، ماه را در مدار خود قرار داده است و مقدار گرانش زمين در آن فاصله را اندازه گيري كرد. او به كمك فرض خود، بزرگي گرانش در سطح زمين را به دست آورد. عدد به دست آمده، بزرگي همان نيرويي بود كه سيب را به زمين كشاند.

قانون گرانش نيوتون مي گويد كه نيروي گرانش بين دو جرم ارتباط مستقيم با جرم آن دو دارد. يعني هر چه جرم آنها بيشتر باشد، نيروي گرانش بين آن دو بيشتر است. اين قانون همچنين مي گويد كه نيروي گرانش بين دو جرم ارتباط عكس با فاصله بين دو جرم به توان دو دارد. براي مثال اگر فاصله بين دو جرم دو برابر شود، نيروي گرانش بين آنها يك چهارم مي شود. فرمول قانون نيوتون به صورت F=m1m2/d² مي باشد كه در آن F نيروي گرانش بين دو جرم، m1 و m2 مقدار مواد دو جرم و d² فاصله بين دو جرم به توان دو است.

تا اوايل 1900، دانشمندان تنها يك حركت را مشاهده كرده بودند كه بر اساس قانون نيوتون قابل توضيح نبود و آن جابجايي كوچكي در مدار عطارد به دور خورشيد بود. مدار عطارد، مانند مدار ديگر سيارات بيضي شكل است. خورشيد درست وسط اين بيضي قرار ندارد. به همين دليل يك نقطه در اين مدار نسبت به ديگر نقاط آن به خورشيد نزديكتر است. اما مكان اين نقطه در هر بار گردش سياره به دور خورشيد اندكي تغيير مي كند. دانشمندان به اين جابجايي، سبقت سياره مي گويند. دانشمندان از قانون نيوتون براي محاسبه اين جابجايي استفاده كردند اما نتيجه معادله با آنچه كه مشاهده مي شود اندكي متفاوت است.
تئوري گرانش انيشتين

در سال 1915، آلبرت انيشتين، فيزيكدان متولد آلمان، تئوري فضا-زمان-گرانش يا تئوري نسبيت عام را معرفي كرد. تئوري انيشتين طرز فكر دانشمندان به گرانش را به كلي دگرگون كرد. البته اين تئوري، قانون نيوتون را رد نكرد بلكه آنرا گسترش داد. در بيشتر موارد، نتيجه اي كه از تئوري نسبيت حاصل مي شد، اندكي با نتيجه به دست آمده از قانون نيوتون متفاوت بود. براي مثال، انيشتين از تئوري خود براي اندازه گيري سبقت مداري سياره عطارد استفاده كرد و نتيجه به دست آمده درست برابر با مشاهدات بود. اين نخستين آزمون براي تائيد تئوري نسبيت عام به حساب آمد.

تئوري انيشتين بر اساس دو چيز استوار بود. اول، ماهيتي به نام فضا-زمان و دوم قانوني كه به نام اصل هم ارزي شناخته مي شود.
فضا-زمان

در رياضيات پيچيده نسبيت، زمان و فضا از هم جدا نيستند. در عوض، فيزيكدانان به مجموعه اي از زمان و فضاي سه بعدي شامل طول، عرض و ارتفاع، فضا-زمان مي گويند. انيشتين چنين بيان كرد كه ماده و انرژي مي توانند با ايجاد انحنا در فضا-زمان، شكل آنرا تغيير دهند و گرانش در واقع تاثير اين انحنا در فضا-زمان مي باشد.

اصل هم ارزي مي گويد كه تاثيرات گرانش و تاثيرات شتاب با هم برابرند. براي درك اين اصل، تجسم كنيد كه شما در سفينه اي هستيد كه به هيچ جرم آسماني نزديك نيست. بنابراين سفينه شما تحت تاثير هيچ گونه نيروي گرانشي قرار ندارد. فرض كنيد كه سفينه شما به سمت جلو مي رود اما شتاب ندارد. به بياني ديگر، سفينه شما با سرعتي ثابت و در جهتي ثابت حركت مي كند. اگر شما توپي را بيرون بگيريد و رها كنيد، توپ سقوط نخواهد كرد. در عوض، در كنار شما معلق خواهد ماند.

اما فرض كنيد كه سفينه شما با افزايش سرعت، شتاب بگيرد. در اين هنگام توپ ناگهان به سمت پائين سفينه سقوط خواهد كرد دقيقا مانند زمانيكه تحت تاثير گرانش قرار بگيرد.
پيش بيني هاي نسبيت عام

از زمانيكه محاسبه سبقت مداري عطارد، تئوري نسبيت را تائيد نمود، مشاهدات زيادي براي بررسي پيش بيني هاي تئوري نسبيت انجام گرفت. برخي از نمونه ها عبارتند از: انحراف پرتوهاي نور و امواج راديويي، وجود امواج گرانش و سياه چاله ها و گسترش كائنات.
انحراف پرتوهاي نور

تئوري انيشتين پيش بيني مي كرد كه گرانش مي تواند مسير پرتوهاي نور را هنگاميكه از نزديك يك جرم سنگين عبور مي كنند دچار انحراف كند. انحراف به اين دليل به وجود مي آيد كه اجرام، فضا-زمان را دچار انحنا مي كنند. خورشيد به قدري سنگين هست كه بتواند پرتوهاي نور را منحرف نمايد و دانشمندان در سال 1919، در حين يك كسوف كامل توانستند اين پيش بيني را تائيد كنند.

قاره ي استراليا داراي منابع و معادن فراوان است.سپس از کشف اين قاره توسط اروپائيان، مهاجران زيادي از اروپا و به ويژه انگلستان راهي اين جزيره شدند و بخش هاي مختلف آن را کم کم زير نفوذ خود در آوردند. براثر توسعه ي صنعت و فناوري و استخراج منابع و معادن، امروزه استراليا به يکي از کشورهاي پيشرفته ي صنعتي جهان مبدل شده است.
استراليا با وجود کمي وسعت اراضي قابل کشت داراي توليدات کشاورزي قابل توجهي است. مهم ترين محصولات آن در درجه ي اول گندم است که به شيوه ي مکانيزه کشت شده و به نقاط ديگر جهان صادر مي شود. همچنين، داراي باغ هاي انگور و مرکبات فراوان است. استراليا و نيوزيلند از مهم ترين مراکز پرورش دهنده ي دوم در جهان هستند و محصولات دامي به ويژه گوشت و پشم از صادرات مهم اين دو کشور است.
صنعت نيز در استراليا و نيوزيلند پيشرفته است. سيدني و ملبورن دو بندر مهم استراليا از مراکز مهم صنايع کشتي سازي و صنايع شيميايي به شمار مي روند. جمعيت استراليا نسبت به وسعت آن کم است(9/18 ميليون نفر). بيشتر جمعيت آن از نژاد سياه و دو رگه تشکيل شده است. زبان رسمي مردم، انگليسي است ولي بوميان به زبان محلي خود صحبت مي کنند. دين اکثريت مردم مسيحي (کاتوليک و پروتستان ) است. مراکز حکومت استراليا، شهر کانبراست.

چرا قاره ي قطب جنوب به محافظت نياز دارد؟

جنوبي ترين خشکي کره ي زمين قاره ي قطب جنوب است که يك دهم مساحت خشکي هاي جهان را شامل مي شود و وسعت آن از مساحت قاره ي اروپا يا استراليا بيشتر است.
اين قاره سرزمين غيرمسکوني، دست نخورده و پوشيده از يخ است. هيچ گياهي در اين قاره يقادر به رشد نيست. فقط در بعضي بخش هاي آن که داراي خاک و رطوبت کافي است خزه و جلبک مي رويد و به همين دليل ، هيچ کس نمي تواند به طور دائم در آن جا زندگي کند.
در زمستان دماي هوا در قطب حتي تا 89 درجه ي سانتي گراد زير صفر نيز مي رسد. سرعت بادهاي سرد در قطب جنوب گاه 300 کيلومتر در ساعت است. قطر يخ هايي که سطح اين قاره را مي پوشاند تا 4 کيلومتر آورده است. يخچال هاي طبيعي گاه تا اقيانوس کشيده شده اند و در جايي که يخچال ها به دريا مي رسند، صخره هاي يخي بزرگي به وجود آمده است. گاهي قطعه هاي عظيمي از اين يخ ها شکسته شده و در آب شناور مي گردد که به آن آيس برگ (Iceberg) يا کوه يخ مي گويند.
هر چند قطب جنوب به طور نسبي دست نخورده باقي مانده و يک محيط طبيعي خالي از آلودگي است اما هم اکنون اين قاره مورد تهديد انسان ها قرار گرفته است.  

چرا قاره ي قطب جنوب را بايد حفظ کرد؟

منابع قطب جنوب: تعداد منابع اين قاره کم است اما مقدار مواد موجود هر منبع بسيار زياد است. يکي از اين منابع، منبع جانوري است. در آب هاي حاشيه ي قطب جنوب جانوران بسياري زيست مي کنند. زندگي اين جانداران به پلانکتون ها و کريل ها بستگي دارد که هر دو از موجودات دريايي اند. پلانکتون ها موجوداتي ريز و آبزي هستند که طعمه ي کريل ها (يک نوع جانور پروتئيني) مي شوند. کريل ها نيز غذاي مناسبي براي پرندگان دريايي، ماهي ها، پنگوئن ها، شيرهاي دريايي و والها هستند. «چرخه ي غذايي قطب جنوب» را در شکل 100 ببينيد. در قطب جنوب معادن با ارزش نيز وجود دارد.

پيمان قطب جنوب:

در سال 1957 ميلادي ، دوازده کشور جهان به طور مشترک به اکتشافات گسترده اي در قطب جنوب دست زدند و 50 ايستگاه تحقيقاتي در آن جا داير کردند. همکاري اين کشورها منجر به انعقاد پيمان قطب جنوب شد. شانزده کشور ديگر نيز در تحقيقات علمي قطب جنوب شرکت دارند ولي در پيمان قطب جنوب حق رأي ندارند. چند کشور در قطب جنوب براي خود قلمروهايي معين کرده اند که از طرف مجامع بين المللي به رسميت شناخته نشده است. زيرا ، طبق پيمان قطب جنوب، ادعاي مالکيت نه به رسميت شناخته شده است و نه انکار مي شود.

آلودگي در قطب جنوب:

گروه هاي طرفدار محيط زيست مي گويند قاره قطب جنوب متعلق به همه ي مردم جهان است و هيچ کشوري نبايد مالک آن باشد، زيرا اين آخرين خشکي باقي مانده جهان است و نبايد مانند ديگر نواحي جهان آلوده شود. آن ها مي گويند: - جانوران ، به خصوص وال ها نبايد شکار شوند و منابع معدني زير زمين يا کف اقيانوس نبايد استخراج شود. البته برخي از کشورهاي جهان اصول را رعايت نمي کنند.

ماهیت فرمول انشتین چیست ؟

سال ۱۹۰۵ در یک آپارتمان کوچک در شماره ۴۹ خیابان کرامر گاسه در برلین (منزل مسکونی انشتین) اتفاق بزرگی افتاد. کسی چــه میدانست با کشف فرمول معروف نسبیت خــــــاص E = mc2 می‌توان جـان هزاران نفر را در هیروشیما و ناکازاکی گرفت و یا اینکه برای میلیون‌ها نفر در سراسر جهان برق و انرژی تولید کرد؟!

فـــــرمول E = mc2 می‌گوید که اندازه انــــرژی آزاد شده برابر است بــا حاصل ‌ضرب جرم جسم تبدیل شده در مجذور سرعت نور. به این معنی که اگر ما بتوانیم جسمی بـــه جرم مثلا یک کیلوگـــــرم را به انرژی تبدیل کنیم معادل ۹ ضربدر ۱۰ به توان ۱۶ ژول انرژی خواهیم داشت که مقدار بسیار بزرگی است. فرمول اینشتین تبدیل جرم به انرژی را بیان می‌کند. در شکافت هسته‌ای همین عمل صورت می‌گیرد.

انشتین

امواج راديو نوعي از تشعشعات الکترومغناطيسي هستند و هنگامي بوجود ميآيند که يک شي باردار شده با فرکانسي که در بخش فرکانس راديويي (RF) طيف الکترومغناطيسي قرار دارد شتاب بگيرد. اين محدوده فرکانس از ده ها هرتز تا چند گيگا هرتز تغيير ميکند. تشعشعات الکترومغناطيسي توسط نوسانات ميدانهاي الکتريکي و مغناطيسي انتشار مييابند و از طريق هوا و نيز خلا به همان خوبي عبور ميکنند و نيازي به واسطه انتقال ندارند.

در مقابل، ديگر انواع تشعشعات الکترومغناطيسي با فرکانس هايي بالاي محدوده RF به اين شرح اند: اشعه گاما، اشعه X و مادون قرمز، ماورا بنفش و نور مرئي.

وقتي که امواج راديويي از يک سيم عبور مي کنند، ميدان الکتريکي و مغناطيسي متغير آنها (بر حسب شکل سیم) جریان و ولتاژی متناوب در سیم القا میکنند. این جریان و ولتاژ را میتوان به سیگنال های صوتی و دیگر انواع سیگنال تبدیل کرد که اطلاعات را انتقال دهند.

با وجودی که واژه رادیو برای توصیف این پدیده به کار میرود، ارسال داده هایی که ما به عنوان تلویزیون، رادیو، رادار و تلفن می شناسیم، همگی در کلاس انتشار فرکانس رادیویی هستند.

فریکانس اندازه گیری تعداد تکرار اتفاقی در واحد زمان است. برای محاسبه فریکانس بر روی یک بازه زمانی ثابت، تعداد دفعات وقوع یک حادثه را در آن بازه می شماریم و سپس این تعداد را بر طول بازه زمانی تقسیم می کنیم.

پس از فیزیک دان آلمانی هاینریش رودولف هرتز، در سیستم واحدهای SI فریکانس با هرتز(Hz) اندازه گیری می شود. یک هرتز به این معنی است که یک واقعه یک بار بر ثانیه رخ می دهد.

واحدهای دیگری که برای اندازه گیری فریکانس بکار می روند به این شرح هستند: سیکل بر ثانیه، دور بر دقیقه (rpm). سرعت قلب توسط واحد ضربان بر دقیقه اندازه گیری می شود.

یک روش جایگزین برای محاسبه فریکانس، اندازه گیری زمان بین دو رخداد متوالی حادثه ای است (دوره تناوب) و سپس محاسبه فریکانس به صورت عددی متقابل این زمان مانند زیر:

:$f\; =\; \backslash frac\{1\}\{T\}$

که در آن T دوره تناوب است.
 

گراف فریکانس رادیو

یونانیان باستان ، عالم را متشکل از چهار عنصر آتش ، خاک ، آب و هوا میدانستند. امروزه دانشمندان بکمک این عناصر ، تمام اجزای تشکیل دهنده جهان را آن طور که هست ، توضیح میدهند. آتش بیانگر انرژی بوده و سه عنصر دیگر نشان دهنده سه حالت از ماده جامد ، مایع و گاز میباشند. بر طبق این تقسیم بندی ، مواد جامد دارای شکل و ابعاد مشخصی بوده و همچنین کتله ، حجم و وزن مشخصی دارند.
تا کنون با سه شکل ماده آشنا شده اید: گاز، مایع و جامد.
ولی اینها تمام حالات ماده نیستند. اشکال ماده به طور کلی عبارتند از : جامد ,مایع ,گاز ,پلاسما و حالت متراکم بوز -انیشتین- و حالت تازه کشف شده یعنی حالت متراکم فرمیونی.
جامد
مواد جامد در برابر تغییر شکل مقاومت می کنند و آنها سخت و شکننده هستند.
برای درک چگونگی این موضوع می توان جامدات را اینگونه تعریف کنیم.
در حالت جامد ، نیروهای بین مولکولی ، بقدری قویتر از انرژی جنبشی هستند که باعث سخت شدن جسم در نتیجه عدم جاری شدن آن میگردند. جامدات شکل و حجم معینی دارند. در جامدات فاصله مولکولها مانند فاصله آنها در مایع است. جامدات نمیتوانند مانند وضعیتی که حالات مایع و گاز دارند، آزادانه به اطراف حرکت کنند. بلکه ، در جامد ، مولکولها در مکانهای خاصی قرار میگیرند و فقط میتوانند در اطراف این مکانها حرکت نوسانی رفت و برگشتی بسیار کوچک انجام دهند.
این حرکت نوسانی ، بخصوص در جامدات بلورین ، کاربردهای صنعتی و علمی زیادی را برای این دسته از مواد به دنبال دارد.
مایع
در حالت مایع ، مولکولها بهم نزدیکتر بوده، بطوریکه نیروهای مابینشان قویتر از انرژی جنبشی آنان میباشد. از طرف دیگر ، نیروها آنقدر قوی نیستند که قادر به ممانعت از حرکت مولکولها گردند. از این روست که جریان مایع از ظرفی به ظرف دیگر شدنی است، اما نسبت سرعت جاری شدن آب در مقایسه با مایعات دیگر از قبیل روغنها و گلسیرین بسیار متفاوت است که این تفاوت در سرعت جاری شدن ، میزان مقاومت یک مایع در مقابل جاری شدن ،یعنی ویسکوزیته آن خوانده می شود که خود تابعی از شکل ، اندازه مولکولی ، درجه حرارت و فشار میباشد. بنابراین مایعات حجم معین و شکل نامعینی دارند.
فاصله مولکولها در مایعات در مقایسه با گازها بسیار کم است. در مایعات مولکولها به اطراف خود حرکت میکنند و به سهولت روی هم میلغزند و راحت جریان (شارش) پیدا میکنند. مواد مایع با قابلیت شکل پذیری و جریان یافتن ، استفاده های زیادی در صنعت پیدا کرده اند.
گاز
به طور کلی می توان گازها را اینگونه تعریف کرد ؛
گاز ها دارای غلظت کم بوده و آسانی متراکم می شوند و نه تنها شکل ظرف خود را می گیرند بلکه آنقدر منبسط می شوند تا ظرف را کاملا پر کنند.
اما اگر بخواهیم گازها را بهتر بشناسیم می توانیم بگوییم که ؛
حالت فیزیکی مواد در شرایط فشار و درجه حرارت طبیعی ، بستگی به اندازه مولکولی و نیروهای فیمابین آن دارد. اگر مقدار کمی از یک گاز ، در یک تانک نسبتا بزرگی قرار گیرد، مولکولهای آن با سرعت در سرتاسر تانک پخش میشوند. پخش سریع مولکولهای گاز دلالت بر آن میکند که نیروهای موجود فیمابین مولکولها ، بمراتب ضعیفتر از انرژی جنبشی آن است و از آنجایی که ممکن است مقدار کمی از یک گاز در سرتاسر تانک یافت شود، نشان دهنده آن است که مولکولهای گاز باید نسبتا از هم فاصله گرفته باشند. بنابراین گازها شکل و حجمشان بستگی به ظرفی دارد که در آن جای دارند.
در حالت گازی ، مولکولها آزادانه به اطراف حرکت کرده و با یکدیگر و نیز با دیواره ظرف برخورد میکنند. فاصله مولکولها در حالت گازی در حدود چند ده برابر فاصله آنها در حالت مایع و جامد است.
پلاسما
حالت چهارم ماده پلاسما ,شبیه گاز است و از اتمهایی تشکیل شده است که تمام یا تعدادی از الکترون های خود را از دست داده اند (یونیده شده اند) .
بیشتر مواد جهان در حالت پلاسما هستند مانند آفتاب که از پلاسما تشکیل شده است. پلاسما اغلب بسیار گرم است و می توان آن را در محیط مغناطیسی به دام انداخت.
اما در تعریفی کلی از پلاسما باید گفت که ؛ پلاسما حالت چهارمی از ماده است که دانش امروزی نتوانسته آنها را جزو سه حالت دیگر پندارد و مجبور شده آنرا حالت مستقلی به حساب آورد. این ماده با ماهیت محیط یونیزه ، ترکیبی از یونهای مثبت و الکترون با غلظت معین میباشد که مقدار الکترونها و یونهای مثبت در یک محیط پلاسما تقریبا برابر است. پدیدههای طبیعی زیادی از جمله آتش ، آفتاب ، ستارگان و غیره در رده حالت پلاسمایی ماده قرار میگیرند.
پلاسما شبیه به گاز است، ولی مرکب از ذرات چارچ دار متحرکی به نام یون است. یونها بشدت تحت تاثیر نیروهای الکتریکی و مغناطیسی قرار میگیرند. مواد طبیعی در حالت پلاسما عبارتند از انواع شعله ، بخش خارجی جو زمین ، اتمسفر ستارگان ، بسیاری از مواد موجود در فضای سحابی و بخشی از دم ستاره دنباله دار و شفقهای قطبی شمالی که نمایش خیره کننده ای از حالت پلاسمایی ماده است که در محیط مغناطیسی جریان مییابد

حالت متراکم بوز – اینشتین
حالت پنجم با نام ماده حالت متراکم بوز-اینشتین(Booze-Einstein condensate) که در سال ۱۹۹۵ کشف شد، در اثر سرد شدن ذراتی به نام بوزونها (Bosons)تا حرارتهایی بسیار پایین پدید میآید. بوزونهای سرد در هم فرومحیطوند و ابر ذرهای که رفتاری بیشتر شبیه یک موج دارد تا ذرههای معمولی ، شکل میگیرد. ماده در حالت متراکم بوز-اینشتین شکننده است و سرعت عبور نور در آن بسیار کم است.
حالت متراکم فرمیونی
حالت تازه هم حالت متراکم فرمیونی (Fermionic condensate) است. “دبورا جین” (Deborah Jin) از دانشگاه کلورادو که گروهش در اواخر فصل خزان ۱۳۸۲ ، موفق به کشف این شکل تازه ماده شده است، میگوید”: وقتی با شکل جدیدی از ماده روبرو میشوید، باید زمانی را صرف شناخت خواص آن کنید. آنها این ماده تازه را با سرد کردن ابری از پنج صدهزار اتم پتاسیم با کتله اتمی ۴۰ تا درجه حرارتی کمتر از یک میلیونیم درجه بالاتر از صفر مطلق پدیدآوردند.
در این حالت اتمهای پتاسیم بدون آنکه چسبندگی میان آنها وجود داشته باشد ، بصورت مایع جریان یافتند . حالت متراکم فرمیونی تا حدی شبیه حالت متراکم بوز- اینشتین است .
هر دو حالت از اتمهایی تشکیل شده اند که این اتم ها در حرارت پایین به هم می پیوندند و جسم واحدی را تشکیل می دهند . در حالت متراکم بوز- اینشتین اتم ها از نوع بوزون هستند در حالیکه در حالت متراکم فرمیونی اتم ها فرمیون هستند.
تفاوت میان بوزون ها و فرمیونها چیست ؟
رفتار بوزون ها به گونه ای است که تمایل دارند با هم پیوند برقرار کنند و به هم متصل شوند . یک اتم در صورتی که حاصل جمع تعداد الکترون ، پروتون و نوترون هایش زوج یا جفت باشد، بوزون است . بعنوان مثال اتمهای سودیم بوزون هستند زیرا اتمهای سودیم در حالت عادی یازده الکترون ، یازده پروتون و دوازده نوترون دارند که حاصل جمع آنها عدد جفت ۳۴ می شود . بنابراین اتمهای سودیم این قابلیت را دارند که در حرارتهای پایین به هم متصل شوند و حالت متراکم بوز- اینشتین را پدید اورند اما از طرف دیگر فرمین ها منزوی هستند . این ذرات طبق اصول پائولی Pauli هنگامی که در یک حالت کوانتومی قرار می گیرند همدیگر را دفع می کنند و اگر ذره ای در یک حالت کوانتومی خاص قرار گیرد مانع از آن می شود که ذره دیگری هم بتواند به آن حالت دسترسی یابد .
هر اتم که حاصل جمع تعداد الکترون ، پروتون و نوترون هایش فرد یا طاق باشد فرمیون است . به عنوان مثال ، اتم های پتاسیم با عدد کتلوی ۴۰ فرمیون هستند زیرا دارای ۱۹ الکترون ، ۱۹ پروتون و ۲۱ نوترون هستند و حاصل جمع این سه عدد برابر ۵۹ می شود . دکتر جین و همکارانش بر پایه همین خاصیت انزوا طلبی فرمیونها روشی را پیش گرفتند و از محیطهای مغناطیسی کنترل شونده ای برای انجام آزمایشها استفاده کردند . محیط مغناطیسی باعث می شود که اتمهای منفرد با هم جفت شوند و میزان جفت شدگی اتمها در این حالت با تغییر محیط مغناطیسی قابل کنترل است . انتظار می رفت که اتمهای جفت شده پتاسیم خواص همانند بوزونها داشته باشند اما آزمایشها نشان دادند که در بعضی از اتمها که میزان جفت شدگی ضعیف بود هنوز بعضی از خواص فرمیونی خود را از دست نداده بودند .
در این حالت یک جفت از اتمهای جفت شده می تواند به جفت دیگری متصل شود و این جفت شدگی به همین ترتیب ادامه یابد تا این که سرانجام باعث تشکیل حالت متراکم فرمیونی شود.

نیرو های پایه در فیزیک ،نیروهـــایی هستند کـــــه تمام پدیده‌های فیزیکی در طبیعت توسط آنها صورت می‌گیرد. ما در فیزیک با چهار نیروی پایه آشنا هستیم: نیروی هسته‌ای ضعیف، نیروی هسته‌ای قوی، الکترومغناطیس و گرانش.

برای توجیه نیروهای گرانش و الکترومغناطیس در فیزیک کلاسیک، چندین اصول موضوع مورد احتیاج و همچنین مورد استفاده بودند. ولــی امروزه انسان می‌داند که بر طبق نظریه میدان‌های کوانتومی، همه این چهــار نیرو توسط رد و بدل بوزون‌ها صورت می‌گیرند. البته بـــاید، در اینجا توجه کرد که برای نیروی گرانشی، نظریه میدان کـــــوانتومی قابل فهمی هنوز موجود نمی‌باشد. چراکه دو تئوری بزرگ قرن بیستم یعنی مکانیک کوانتومی و نظریه نسبیت عام متاسفانه با هم سازگاری ندارند و بلکه با هم در تضاد هستند.

از طرف دیگر، با افزایش انرژی جنبشی بین دو ذرّه برهمکنش کننده، قدرت نیروهای پایهً بین آنها نیز به هم نزدیک می‌شود، به طوری که فیزیکدانان بر این باورند که قدرت همه این نیروها در انرژی‌های خیلی بالا، به عنوان مثال هنگامی که مهبانگ رخ داده است، با هم برابر بوده‌است.

رفتار                    حدنیرو                 (m) قدرت    نسبی جرم (GeV/c2) بوزون واسط نیروی پایه 1 / r 7 1 0 گلووًن قوی 1 / r 5 − 1 / r7 10 − 18 10 − 5 80,80,91 W+, W-, Z0 ضعیف 1 / r 2 10 − 2 0 فوتون الکترومغناطیس 1 / r 2 10 − 38 0 گراوتیون گرانش جدول نیرو های پایه

نخستین ساعت چگونه ساخته شد؟

مصریان قدیم ساعتی ساختند که به آن ساعت سایه ای می گفتند . این ساعت به این گونه بود که سایه ی قطعه ای چوب عمودی بر روی یک قطعه چوب افقی می افتد و زمان را با آن اندازه می گرفتند.

ساعت آبی نیز توسط مصریان اختراع شد . این ساعت وسیله ای ساده بود . یک سطل آب که در ته آن سوراخی وجود داشت. آب از سوراخ به آهستگی بیرون می چکید ، پس از مدتی که سطح آب درون سطل پایین می رفت زمان را نشان می داد.

ساعت آفتابی هم خیلی قدیمی است . این ساعت شبیه ساعت های سایه ای بود ولی بسیار از آن ها دقیقتر کار می کرد .ساعت روی دیوار یا پرده ای علامت گذاری می شد و سایه یک عقربه که بطور مایل روی دیوار نصب شده بود بر روی دیوار می افتد و زمان را نشان می دهد .

در سال 1400 میلادی یک نوع ساعت مکانیکی وجود داشت که یک وزنه ، چرخدنده های آن را به حرکت می آورد . اما این ساعت دقیق نبود و تنها یک عقربه ساعت شمار داشت .

نخستین ساعت جیبی در سال 1658 به بازار آمد . این ساعت خیلی دقیق بود و عقربه ی دقیقه شمار هم داشت .

نخستین ساعت دستی را ((پتر هلین )) در سال 1504 میلادی ساخت.
 

ساعت آفتابی مصریان

ساعت آفتابی رومیزی

ساعت آفتابی دیواری

ساعت آفتابی

ساموئل مورس در سال ۱۸۴۳ (۱۲۲۲ خورشيدی) تلگراف را اختراع و آن را به نام خود ثبت کرد. صنعت تلگراف اولين بار در سال ۱۸۴۴ آغاز به کار کرد.

در سال ۱۸۶۵، به دعوت ناپلئون سوم، نمايندگان بيست کشور جهان در پاريس اجتماع کردند و اولين قرارداد بين المللی ارتباطی به نام اتحاديه بين المللی تلگراف را تصويب کردند و درهمان سال، نخستين آيين نامه بين المللی تلگراف را نيز به تصويب رساندند که بعداً به اتحاديه بين المللی ارتباطات راه دور ITU تغيير نام داد.

دستگاه تلگراف

اولین تلگراف

زمان از نگاه تاريخ

از یك پرسش كلی آغاز كنیم: زمان چیست؟ مردمان باستان چه تصوری از زمان و گذر آن داشتند؟

ماهیت "زمان" یكی بزرگترین رازها و پرسش‌های مردمان باستان بوده است. پرسشی كه هنوز هم پاسخی برای آن یافت نشده است. علیرغم دستاوردهای علمی بشر در سده‌های گذشته، هیچگونه پیشرفتی در زمینه درك مفهوم زمان و تعریفی از آن به دست نیامده است. در متن كهن "روایات داراب هرمزد" آمده است: "زمان را آغاز پدید نیست، پایان پدید نیست، بن پدید نیست، پهنا پدید نیست، همیشه بوده است و همیشه باشد." از سوی دیگر "استیفان هاوكینگ" یكی از بزرگترین دانشمندان كیهان‌شناس در دوران معاصر می گوید: "از زمان هیچ ندانستم، از كجا آمده، به كجا می‌رود، چه هنگام آمده و چگونه می‌رود." می‌بینید كه شباهت شگفت این دو سخن، كه یكی بازگوكننده اندیشه ایرانیان كهن و دیگری دستاورد دانش امروزی است، نشانگر پیچیدگی و نادسترس بودن درك مفهوم زمان است.

اما از سوی دیگر، زمان برای مردمان باستان، پدیده‌ای رازآمیز و مقدس دانسته می‌شده و همواره با جهان مینوی در پیوند بوده است. در متون اوستایی از زمان با نام "زروان" یاد شده است و می‌دانیم كه زروان برای باورمندان به آن كه زروانیه (زروانیسم) خوانده می‌شده‌اند؛ به نوعی نام خدای بزرگ و سرچشمه آفرینش همه پدیده‌های گیتی و از جمله اهورامزدا بوده است. حركت‌های روزانه و سالانه خورشید و نیز وزش باد، نمادهایی از زروان و پدیده‌هایی برای درك گذر زمان بشمار می‌رفته‌اند و گرامی دانسته می‌شده‌اند. از همین باورهای كهن زروانی است كه در طول هزاران سال و در میان همگی اقوام و ادیان، نام‌های مرتبط با زمان‌سنجی و گاهشماری همواره از نام‌های مینویان و مقدسان الهام گرفته شده است و نام‌های در پیوند با زمان (مانند نام ماه‌ها و تقسیمات شبانروز) در نزد همگان، نام‌هایی مقدس دانسته می‌شوند. همچنین نوبت‌های چندگانه ادای نماز در ادیان گوناگون، همواره با جایگاه خورشید در آسمان مرتبط است.

تقسیم شبانروز به اجزای گوناگون همچون ساعت چه روندی در طول تاریخ داشته است؟

داود بن محمود قیصری، در سده هشتم هجری و در رساله "معمای زمان" می‌نویسد كه "زمان نه آغازی دارد و نه پایانی. زمان، قابل تقسیم نیست و آنچه كه ما آنرا بخش می‌كنیم تنها در پندار ماست." به درستی می‌توان گفت كه زمان در سرشت خود قابلیت بخش‌پذیری ندارد و از همین رو است كه انسان در طول تاریخ هیچگاه نتوانسته است به تقسیمی از زمان دست یابد كه با رویدادهای كیهانی و طبیعی سازگاری داشته باشد. از همین رو است كه هزاران شیوه تقویم‌نویسی گوناگون پدید آمده است كه هیچكدام با تقویم طبیعی همخوانی و سازگاری كامل ندارند. اما در زمینه تقسیم شبانروز، تفاوت‌ها به اندازه تقویم‌نگاری نبوده است. شبانروز به دو گونه متفاوت تقسیم می‌شده است. یكی، بر مبنای چهار "گاه" یعنی نیمه شب تا برآمدن خورشید، از آنجا تا نیمروز، از نیمروز تا فرو شدن خورشید و از آن تا نیمه شب. البته مبدأ شبانروز الزاما و همواره در نیمه شب نبوده و ممكن بوده كه آغاز هر یك از گاه‌های نامبرده شده، مبدا شبانروز دانسته شود. برای نمونه در گاهشماری قمری، شبانروز از هنگام فروشدن خورشید آغاز می‌شود و اصطلاح‌های "شب جمعه" و مانند آن، به همین دلیل است. در بسیاری از نواحی روستایی ایران هنوز هم كشاورزان ساعت خود را بر مبنای غروب خورشید بر روی عدد دوازده تنظیم می‌كنند و به آن ساعت "غروب كوك" می‌گویند.

در شیوه دیگر، شبانروز به 24 ساعت یا پاس تقسیم می‌شود. طول شبانروز (چه خورشیدی و چه نجومی) همیشه 24 ساعت كامل نیست و در طول روزهای سال تا چند دقیقه كمتر و یا بیشتر می‌شود كه در قرارداد عموم و برای جلوگیری از ناهنجاری‌ها، همه شبانروزها 24 ساعت كامل فرض می‌شوند.

تقسیم شبانروز به 24 ساعت و هر ساعت به 60 دقیقه و هر دقیقه به 60 ثانیه و هر ثانیه به 60 ثالثه، پیشینه‌ای بس طولانی دارد. كتیبه‌های بابلی یا اكدی كه پس از كوچ كاسیان از ایران به میاندورود (بین‌النهرین) به دست آمده، نشاندهنده كاربرد این شیوه تقسیم زمان، دستكم از نیمه نخست هزاره دوم پیش از میلاد است. این شیوه تقسیم زمان از نظام شصتگانی شمارش اعداد برگرفته شده كه در آن زمان روایی داشته و تا به امروز باقی مانده است. از جمله فواید نظام شصتگانی شمارش اعداد، قابلیت‌های بیشتر بخش‌پذیری در میان اجزا و اضعاف آن است. یكی از اضعاف این سیستم، عدد 360 است كه هر چند در زمان‌سنجی كاربری چندانی ندارد، اما در درجه‌بندی دایره سنت دیرین علمی خود را حفظ كرده است.

آیا شبانروز، تعریف‌های و اشكال گوناگونی دارد؟

شبانروز، همانند دیگر پدید‌های تقسیم طبیعی یا قراردادی زمان، تعریف‌های گوناگونی دارد. شبانروز نجومی، از یك دوره كامل گردش زمین بدور خودش یا دوران ستارگان بر گرد قطب آسمانی بدست می‌آید. اگر نصف‌النهار ناظر را به عنوان نقطه محاسبه در چرخش كره آسمانی در نظر بگیریم؛ یك چرخش كامل هر نقطه ثابت كره آسمانی نسبت به این نصف‌النهار را می‌توان یك روز نجومی نامید. شبانروز نجومی از لحظه ظهر نجومی آغاز می‌شود و آن زمانی است كه نقطه اعتدال از نصف‌النهار محل مفروض عبور می‌كند. شبانروز نجومی نیز به ساعت، دقیقه و ثانیه تقسیم می‌شود، اما طول هر یك از آنها كمتر از همان اندازه‌ها در شبانروز خورشیدی است. دیگری، شبانروز خورشیدی ظاهری است كه عبارت است از فاصله زمانی بین دو عبور متوالی از مركز قرص خورشید بر روی یك نصف‌النهار واحد. اما در زمان‌سنجی عمومی از شبانروز متوسط خورشیدی استفاده می‌شود كه در آن طول شبانروز 24 ساعت كامل فرض شده است. تفاوت مقادیر و داده‌های بین زمان ظاهری خورشیدی و زمان متوسط خورشیدی، معادله زمان خوانده می‌شود.

چون طول شب و روز در فصل‌های گوناگون تفاوت می‌كند، آیا در طول زمانی ساعات نیز تاثیر می‌گذاشته است؟

ساعت‌ها از دو نظام گوناگون پیروی می‌كرده‌اند. ساعت مستوی و ساعت معوج. ساعت مستوی همین نظام ساعت‌شماری متداول امروزی است كه طول شبانروز 24 ساعت كامل فرض می‌شود و از چند دقیقه خطای آن چشم‌پوشی می‌شود. اما در ساعت معوج، 12 ساعت به روز و 12 ساعت به شب تعلق دارد. در نتیجه طول هر یك ساعت، تنها در دو روز از سال با یكدیگر برابر هستند و در دیگر روزهای سال (گاه تا حدود دو برابر) نسبت به یكدیگر نامساوی هستند.

شیوه‌ها و مقیاس‌های استاندارد عمومیت‌یافته ساعت‌شماری در جهان چگونه بوده و هستند؟

هر چند شواهدی در دست است كه نوعی گاهشماری جهانی بر بنیاد نصف‌النهار نیمروزان در سیستان در دوران باستان شناخته شده بوده است؛ اما به نظر می‌آید كه اجزای شبانروز (همانند ساعت) هیچگاه تا دوران معاصر جنبه جهانی یا فراگیر نداشته‌اند و این دستاورد در دوران معاصر، محصول گسترش توانایی‌های مخابراتی همچون اختراع تلگراف و تلفن است. برای اندازه‌گیری ساعت و اجزای آن، نظام‌های گوناگونی وجود دارد. سنجش بر مبنای زمان ظاهری یا زمان میانگین خورشیدی، زمان نجومی، زمان نجومی محلی، زمان میانگین گرینویچ (GMT)، زمان نجومی میانگین گرینویچ، زمان جهانی و زمان هماهنگ جهانی (UTC). زمان هماهنگ جهانی به شبانروز خورشیدی متوسط بسیار نزدیك است و حدود 34 سال است كه وقت استاندارد جهانی بر بنیاد آن برای نصف‌النهار مبدأ، محاسبه و اعلان می‌گردد و كشورهای دیگر با توجه به آن وقت رسمی خود را اعلان می‌كنند.

قاعده تفاوت ساعت‌ها در كشورهای مختلف چگونه است؟

از آنجا كه طول شبانروز 24 ساعت كامل فرض شده است و دایره نیز از 360 درجه تشكیل شده است، پس كره زمین هر 15 درجه را در مدت یك ساعت می‌پیماید و هر 15 درجه فاصله طول جغرافیایی بر روی زمین، متضمن اختلاف زمانی یك ساعته است. از آنجا كه در اواخر سده نوزدهم میلادی، نصف‌النهاری كه از نزدیكی رصدخانه گرینویچ در انگلستان می‌گذرد به عنوان نصف‌النهار مبنا انتخاب شده و به مرور كشورهای دیگر نیز آنرا پذیرفته‌اند، طبق این قرارداد یك یا چند نصف‌النهار كه فاصله آنها از نصف‌النهار مبدأ، ضریبی از هفت و نیم درجه قوسی یا 30 دقیقه زمانی باشد، به عنوان نصف‌النهار استاندارد آن كشور یا منطقه‌ای از یك كشور انتخاب می‌شود كه زمان رسمی آن بشمار می‌آید. نصف‌النهار رسمی ایران پنجاه و دو و نیم درجه در خاور نصف‌النهار مبدا (حدود یك درجه در شرق تهران) جای دارد و در نتیجه فاصله زمانی آن از مبدأ جهانی سه و نیم ساعت است. به عبارت دیگر هنگامی كه زمان رسمی ایران، ساعت 12 را نشان می‌دهد، در نصف‌النهار پنجاه و دو و نیم درجه، زمان ظهر متوسط است و این ساعت به سراسر كشور ایران تعمیم داده می‌شود. (زمان ظهر متوسط با ظهر حقیقی و شرعی متفاوت است.) اما در كشورهای پهناوری كه چندین نصف‌النهار استاندارد از آنها عبور می‌كند، ساعت‌های رسمی نیز متعدد هستند.

ساعت تابستانی چه كاربردی دارد و استفاده از آن در ایران چه فواید یا مضراتی دارد؟

برخی از كشورها به منظور استفاده بیشتر از روشنایی روز و صرفه‌جویی در مصرف انرژی، ساعت رسمی خود را در حدود اوایل فصل بهار، یك ساعت به جلو می‌برند و در اواخر تابستان به جای پیشین خود بازمی‌گردانند. این تغییر ساعت، قاعده مشخص و یكسانی در كشورهای گوناگون ندارد و با تفاوت‌هایی از اواخر ماه مارس آغاز و تا اواخر ماه سپتامبر ادامه می‌یابد.

به گمان من تغییر ساعت در ایران به چند دلیل نمی‌تواند مفید و كارا باشد. نخست اینكه هم‌میهنان ما عملاً وقت خود را بیشتر بر مبنای زمان فرا رسیدن تاریكی شامگاه تنظیم می‌كنند و نه بر مبنای ساعت. در ساعات آغازین شامگاه، خیابان‌های ما در اوج شلوغی و بازگشت به خانه هستند و مهم نیست كه چه ساعتی از روز است. این اوج شلوغی در زمستان‌ها حدود ساعت پنج بعدازظهر و در تابستان‌ها حدود ساعت هشت بعدازظهر است. فاصله سه ساعت ایندو از یكدیگر، نشاندهنده اینست كه زمان تاریكی و پایان روشنایی مهم است و نه زمان ساعتی. دوم اینكه پس از تغییر ساعت رسمی، مردم نیز عملاً ساعت كاری خود را تغییر می‌دهند و در اصل تفاوتی ایجاد نمی‌شود. سوم اینكه اختلاف نسبت طول روز با شب در كشورهای اروپایی به دلیل اینكه در عرض‌های جغرافیایی بالاتری هستند، بیشتر از كشورهای نواحی معتدله و از جمله ایران است و بیشتر به تغییر ساعت نیاز دارند. چهارم اینكه عملاً بسیاری از مردمان (به ویژه كشاورزان) این تغییر را نمی‌پذیرند و تا پایان تابستان، دو ساعت قدیم و جدید روایی دارد و كار را مشكل‌تر می‌كند.

در هر صورت، حتی اگر قاعده ساعت تابستانی در ایران بدون وقفه اجرا شود، آسیب‌های وارده از آن بسیار كمتر از این است كه گاهی آنرا اجرا و گاهی لغو كنیم. به ویژه تصمیم به لغو آن در آخرین روزهای سال می‌تواند آسیب‌های بسیار جدی در قراردادهای اجتماعی و مناسبات بین‌المللی ایجاد كند. اصولاً دستكاری‌های عجولانه و تصمیم‌گیری‌هایی كه قراردادهای همگانی و پذیرفته‌شده زمان (چه تقویم و چه ساعت) را جابجا می‌كنند، تبعات مخرب فراوانی در پی دارد.

ساعت، به عنوان ابزار و دستگاه اندازه‌گیری زمان چه سابقه‌ای در ایران دارد؟

این پرسشی است كه می‌توان در باره آن كتاب‌ها نوشت. تعداد و گونه‌های ساعت‌های ساخته‌شده و متداول در ایران (كه برخی از آنها منحصراً نوآوری ایرانیان بوده است) بسیار فراوان و پرشمار هستند. از ساعت‌های خورشیدی تا ساعت‌های شنی و آتشی، تا ساعت‌های آبی و مكانیكی. گونه‌ای از ساعت آفتابی بسیار جالب و بزرگی كه به نام "سنگ نصفه روز" در نیاسر كاشان قرار داشت، در سال‌های اخیر بخاطر بی‌توجهی و قدرناشناسی از بین رفت. بسیاری از بناهای باستانی و به ویژه برج‌های یادمانی، كاركردی چند منظوره دارند كه یكی از كاربردهای آنها تعیین وقت و هنگام است. من شخصاً ساعت شنی دقیقی را هنوز در ایران ندیده‌ام اما با ساعت‌های آبی بسیار دقیقی روبرو شده‌ام كه در بسیاری از نواحی ایران با نام "پنگان" رواج داشته است. پنگان (كه شكل تغییر یافته آن همان فنجان است) عبارت است از ابزار كاسه‌مانندی از جنس مس یا روی كه سوراخی در انتهای آن دارد و پیرامون داخلی آن به دقت درجه‌بندی شده است. این ابزار را افزارمند متخصصی كه متصدی آن بوده است در داخل ظرف پر از آب دیگری می‌نهاده و این آب به آهستگی از روزنه زیر ساعت به درون آن راه می‌یافته و زمان را گاه با دقت حیرت‌انگیزی اندازه‌گیری می‌كرده است. ساخت چنین ساعتی از فن‌آوری ویژه‌ای برای بدست‌آوردن نقطه ثقل، اندازه دقیق روزنه، ضخامت یكسان، خیز مشخص و محاسبه‌شده، درجه‌بندی لگاریتمی دقیق و احیانا آرایه‌های هنری و نگارین برخوردار بوده است. نمونه‌ای كه در اختیار من است دارای دقتی به اندازه تقریبی یك در هزار است و در طول یك ساعت كامل، خطایی در حدود چند ثانیه دارد.

اما در زمینه ساخت ساعت‌های مكانیكی نیز ایرانیان سابقه و دستاوردهای درخشانی دارند. خاندان بنوموسی، ابن‌جزری، ابن شاطر و ابن ساعاتی از بزرگترین ساعت‌سازان تاریخ ایران بوده‌اند. رستم ساعاتی چنین آورده است كه ساعت‌هایش تفاوت اندكی با ساعت‌هایی دارد كه توسط هرمز (مهندس عصر ساسانی) ساخته می‌شده است. این ساعت‌ها، سال‌های مدیدی در استان فارس ساخته می‌شد و سپس تكنولوژی ساخت آن از آنجا به بیزانس و اروپا منتقل شد. می‌دانیم كه هارون‌الرشید نیز ساعتی از یك مهندس ساعت‌ساز ایرانی را به شارلمانی، پادشاه وقت فرانسه اهدا كرد. ساعتی كه تركیبی از زمان‌سنج آبی و مكانیكی بود و در راس هر ساعت، بانگی از آن بر می‌خواست و درهای فلزی آن به بیرون می‌جهیدند.

اقتباس غربیان از سنت‌های ساخت ابزارهای زمان‌سنجی ایرانی سابقه‌ای دراز دارد. هرودت گزارش كرده است كه گروهی از دانشمندان یونان، سنت تقسیم دوازده‌گانه شب و روز و شیوه ساخت ابزارهای زمان‌سنجی همچون تقویم‌های آفتابی و شاخص‌های خورشیدی را از ایران به یونان بردند و به مانند ایرانیان، نمونه‌ای از آنرا در اسپارت ساختند.

استرلاب نیز یك دیگر از ابزارهای علمی اندازه‌گیری بوده است كه علاوه بر كاركردهای فراوان آن، برای اندازه‌گیری وقت و زمان نیز كاربرد داشته است. متأسفانه در سده‌های اخیر كارآیی‌های شگفت‌انگیز این ابزار پرارزش دانشی ایرانیان صرفاً در خرافه‌پرستی و عوام‌فریبی بكار رفت.

اما كهن‌ترین انتساب كاربرد ساعت در دوران باستان، از كتاب گرشاسپ‌نامه اسدی توسی بدست می‌آید. اسدی توسی در این كتاب (كه منظوم‌شده كتاب منثور ابوالموید بلخی است) از ساعتی بزرگ و مكانیكی در زمان گرشاسپ، پهلوان بزرگ سیستانی نام می‌برد كه با مجموعه‌ای از حیوانات متحرك و آواهای گوناگون همراه بوده است. روایت‌های بازمانده از ویژگی‌های تخت تاقدیس ساسانی نیز بر وجود چنین ساعت‌های بزرگ مكانیكی در ایران باستان دلالت می‌كنند. به نظر می‌آید كه تخت تاقدیس كارآیی‌های فراوانی داشته كه ابزارهای زمان‌سنجی و آسمان‌نماها، بخشی از آن بوده‌اند.

اما می‌باید سخن خود را با یاد حافظ اصفهانی به پایان ببریم كه بزرگترین ساعت‌ساز شناخته‌شده ایران كهن است. حافظ اصفهانی، ابزارساز و مخترع بزرگ و نامی ایران در سده نهم هجری، می‌توانست پیشگام دنیای فنی نوین ایران در پانصد سال پیش باشد، دانشمند و مخترعی كه هیچگاه حمایت جدی از او به عمل نیامد و دانش، فن‌آوری، نوآوری‌ها و اختراعات پرشمار او بر اثر بی‌توجهی عمومی و گسترش اندیشه‌های خرافی، محكوم به نابودی گشت و میهنش كه كارنامه‌ و پیشینه‌ای درخشان از كوشش‌ها و دستاوردهای علمی به همراه داشت، محكوم به عقب‌ماندگی علمی شد.

رضا مرادی غیاث آبادی

زمان از ديد علمي

دوره اي است كه يك عمل يا يك رويداد رخ مي دهد .از هر چيزي كه تغييرات منظم دارد مي توان براي سنجش زمان استفاده كرد . زمان مانند طول و جرم يك مفدار بنيادي در فيزيك است و بعد چهارم آن محسوب مي شود . براي اندازه گيري زمان سه روش موجود است . دو روش اول بر مبناي حركت روزانه ي زمين به دور محورش است . اين روش ها به وسيله ي حركت ظاهري خورشيد در آسمان ( زمان خورشيدي ) يا حركت ظاهري ستارگان در آسمان ( زمان نجومي ) تعيين مي شود . روش سوم اندازه گيري زمان مبني بر دوران كامل زمين به دور خورشيد ( زمان زيجي ) است .

زمان خورشيدي :

حركت ظاهري خورشيد از عرض آسمان براي مدت هاي طولاني براي اندازه گيري زمان استفاده مي شد . در تمام مكان ها وقتي كه خورشيد به بالاترين نقطه ي آسمان مي رسيد ظهر محسوب مي شود . اين نقطه نصف النهار است . فاصله ي ميان گذر پياپي خورشيد از عرض نصف النهار يك روز است و اين روز طبق عادت به 24 ساعت تقسيم شده است .طول روز مطابق با خورشيد در تمام سال يكسان نيست . اين متغير بودن به دليل بيضوي بودن مدار زمين و ميل دايرةالبروج نسبت به معدل النهار ( استواي آسمان ) است . اين اختلاف گاهي به 16 دقيقه هم مي رسد . با اختراع ساعتي دقيق در قرن 17 اين اختلاف معني دار شد . به اين ترتيب زمان خورشيدي ( كه مبني بر حركت فرضي خورشيد با سرعت هموار در سراسر سال مي باشد ) اختراع شد

زمان استاندارد :

نيم روز هر محل زماني است كه خورشيد به بالاترين نقطه خود در آسمان رسيده باشد . هنگامي كه مردم ساكن در نقاط غربي يك محل هنوز به نيمه ي روز نرسيده اند ساكنان نقاط شرقي عصر را از سر گذرانده اند . با چرخش زمين نقاط مختلف از شرق به غرب به ترتيب به نيمه روز مي رسند . زمان استاندارد ( كه مبني بر زمان خورشيدي است ) در سال 1883 طي موافقت نامه اي بين المللي براي پرهيز از پيچيدگي كه در اثر استفاده ي هر جامعه از ساعت محلي خود بوجود آمده بود معرفي شد . طي اين موافقت نامه زمين به 24 ناحيه ي زماني دسته بندي شدكه هر ناحيه 15 درجه ي طول جغرافيايي را به خود اختصاص مي دهد. كه اين تقسيم بندي يك تقسيم بندي طبيعي است زيرا سياره ي زمين با سرعت 15 درجه در ساعت به دور خودش مي گردد.منطقه ي اصلي نصف النهار صفر درجه است كه از رصدخانه ي سلطنتي گرينويچ در انگلستان مي گذرد. مناطق زماني ديگر بر حسب فاصله از غرب يا شرق گرينويچ دسته بندي شد . در هر منطقه ي زماني تمام ساعت ها يك عدد را نشان مي داد . در سال 1966 كنگره ي آمريكا از تصويب نامه ي زماني متحدالشكل كه باعث بنا شدن 8 منطقه ي زماني براي آمريكا و متصرفاتش شده بود اجتناب كرد . در سال 1983 چندين كرانه ي منطقه ي زماني تغيير كرد و به همين دليل آلاسكا كه قبلا تحت پوشش 4 منطقه ي زماني بود تحت پوشش يك منطقه ي واحد در آمد . در كشتيراني ساعت ها معمولا زمان محلي گرينويچ را كه ميانگين زمان گرينويچ (GMT) مي گويند نشان مي دهند . منجمان اين سيستم را با نام زمان جهاني (UT) به كار مي برند .

زمان نجومي :

مكان اصلي آن اعتدال بهاري ( يك مكان خيالي در آسمان كه با صحت زياد توسط منجمان اندازه گيري مي شود ) است. موقعيت اعتدال بهاري توسط ستارگان ثابت تعيين مي شود . (يك روز نجومي زماني آغاز مي شود كه فلان ستاره ي معين از يك نصف النهار عبور مي كند و درست در لحظه اي كه همان ستاره دوباره از همان نقطه عبور مي كند اين روز به پايان ميرسد . اين روز 23 ساعت و 56 دقيقه و 09/4 ثانيه است كه 4 دقيقه كوتاهتر از روز خورشيدي متوسط است)زمان خورشيدي را كه مبني بر مكان ستاره ها است را زمان نجومي مي گويند . ساعتي را كه براي اندازه گيري زمان نجومي تنظيم شده باشد را ساعت نجومي گويند . رصد خانه ي نيروي دريايي آمريكا در واشنگتن از جدول هاي رياضي براي نتيجه گرفتن زمان خورشيدي ميانگين از زمان نجومي ميانگين استفاده مي كند. زمان خورشيدي ميانگين بدين گونه داراي خطاهايي در حد 1 در ميليون است . بين ساعت خورشيدي ميانگين و ساعت نجومي اختلافي وجود دارد كه اين اختلاف به دليل چرخش هم زمان زمين به دور خود و به دور خورشيد به وجود مي آيد . مطابق با زمان نجومي ميانگين زمين بعد از 365 روز و 6 ساعت و 9 دقيقه و 54/9 ثانيه و مطابق با زمان خورشيدي ميانگين زمين بعد از 365 روز و 5 ساعت و 48 دقيقه و 5/45 ثانيه به اعتدال بهاري برميگردد . اين اختلاف 20 دقيقه و 04/24 ثانيه مي باشد. زمان زيجي :زمان خورشيدي ميانگين و زمان نجومي ميانگين هيچ كدام صحيح نيستند . كه اين به دليل نامنظم بودن حركت زمين در مدارش است. اختلاف در سرعت چرخش زمين به مقدار 1 يا 2 ثانيه در سال مي رسد . مجموع اين اختلاف در 200 سال گذشته به 30 ثانيه رسيد بعلاوه سرعت حركت زمين رفته رفته به ميزان 1000/1 در ثانيه در هر 100 سال كاهش مي يابد.بعضي از اين دگرگوني ها مي توانند به حساب بيايند اما دگرگوني هايي كه نامنظم هستند نمي توانند به حساب بيايند.اين اشكالات در سال 1940 با معرفي زمان زيجي كنار گذاشته شد . زمان زيجي به طور عمده توسط منجمان براي محاسبه ي دقيق محل سيارات و ستاره ها استفاده مي شود. زمان زيجي مبني بر دوران سالانه ي كامل زمين به دور خورشيد است.عصر زمان زيجي 4 ثانيه ديرتر از عصر زمان جهاني است .بنابر اين زمان زيجي هر لحظه با فرمول زير براي طول ميانگين هندسي خورشيد تعريف مي شود :………… L = 279^41'48/04"+129602768"/13T+1"/089T 2 در اينجا T زمان زيجي است كه بر حسب قرن ژولياني برابر 36525 روز زيجي ، از عصر بنيادي اندازه گيري مي شود .

 شب و روز: خورشيد هر روز از مشرق طلوع مي كند و به آرامي بالا مي آيد. مسير حركت آن در آسمان به شكل يك نيم دايره است. پس از پيمودن اين مسير ، در افق فرو مي رود. و شب آغاز مي شود. زندگي انسان ، جانوران و گياهان تحت تاثير گردش شب و روز است. به هنگام روز ، برخي از جانواران استراحت مي كنند و شب به جستجوي غذاي خود مي پردازند. انسان و برخي از جانوران عكس آنها عمل مي كنند. با شروع روز بسياري از گلها ، گلبرگهاي خود را باز مي كنند و شب آنها را مي بندند.

عوامل پيدايش شب و روز: در زمانهاي قديم ، مردم عقيده داشتند كه خورشيد واقعا در آسمان حركت مي كند و شب و روز به وجود مي آورد. مثلا مصريان بر اين باور بودند كه خداي خورشيد به نام «رع» ارابه آتشين خود را هر روز در آسمانها مي راند. امروزه مي دانيم كه اين خورشيد نيست كه حركت مي كند بلكه سياره ما زمين ، مانند فرفره از غرب به شرق مي چرخد. ما در اثر چرخش زمين تصور مي كنيم كه خورشيد در آسمان حركت مي كند. هنگامي كه يك بخش رو به خورشيد قرار مي گيرد، روز در آن آغاز مي شود. در همان هنگام ، بخش ديگر زمين كه رو به خورشيد نيست در تاريكي فرو مي رود. يك بار چرخش زمين به دور خود، يك شبانه روز است.

روز و ساعت :

روز مهمترين دوره ي زماني براي انسان هاست . روز به 24 ساعت مساوي تقسيم مي شود . البته ساعت هاي روز هميشه مساوي نبودند . قبل از بكارگيري ساعت هاي مكانيكي در قرن 14 ميلادي هر ساعت يك دوازدهم دوره ي روشنايي روز بود و ساعت ها در زمستان كوتاهتر از تابستان بود . عدد 24 از گذشته هاي دور به يادگار مانده است و ممكن بود هر عدد ديگري باشد . مبناي شمارش در تمدن بابلي هاي باستان به جاي ده كه امروزه به كار مي بريم شصت بود و تقسيم ساعت به 60 دقيقه و دقيقه به 60 ثانيه از آن جا سرچشمه گرفته است .
 اولين ساعت ها : طلوع و غروب خورشيد اولين واحد هاي زمان براي بشر بودند . بلند و كوتاه شدن سايه هاي قطعات چوب، سنگ ها و درخت ها نيز براي بشر زمان را در روز نشان مي دادند . با حركت ستارگان آنها داراي يك نوع ساعت بسيار بزرگ شده بودند. بشر متوجه شده بود كه در هنگام شب ستارگان مختلفي ظاهر مي شوند . مصريان قديم بر اساس طلوع 12 ستاره ، شب را به 12 مرحله ي زماني تقسيم كردند . آنها روز را نيز به 12 قسمت تقسيم كردند و شبانه روز 24 ساعت ما بر پايه ي تقسيمات شب و روز مصريان است .
 مصريان همچنين با قطعاتي از چوب همراه با عقربه ساعت هاي آفتابي مي ساختند . اين ساعت ها داراي 12 دوره ي زماني براي تقسيم روز بوده و اولين ساعت هاي ساخته شده بودند . شكل بعدي و تكامل يافته ساعت ، بوسيله ي بشر كه از آب و آتش استفاده مي كرد ، ايجاد شد . يك شمع با فرو رفتگي هايي بر روي بدنه ، در هنگام سوختن از يك فرورفتگي تا فرورفتگي ديگر ، زمان را اندازه مي گرفت . يك ظرف با سوراخ كوچكي در كف ، مي تواند روي آب قرار گيرد . پس از گذشت زمان معين ظرف از آب پر شده و فرو مي رود .
 در حدود 2000 سال پيش بشر ساعت ديگري را ساخت و آن عبارت بود از دو ظرف شيشه اي توخالي متصل به يكديگر بطوريكه شن مي توانست از يك ظرف به ظرف ديگر جاري شود . ظرف بالا با مقدار كافي شن كه در عرض يك ساعت از سوراخ جاري مي شد .
 در حدود 140 سال قبل از ميلاد ، يونانيان و رومي ها از چرخ هاي دندانه دار براي اصلاح ساعت آبي استفاده كردند ،يك جسم شناور در يك ظرف ديگر قرار گرفته و با چكيدن آب به داخل ظرف ، اين جسم بالا مي رود . اين جسم به يك چرخ دندانه دار وصل بوده و اين چرخ عقربه اي را كه روي درجات تعيين شده قرار داشت ، مي -چرخاند.

 سـاعت آبي : در اين نوع ساعت، از جريان يك نواخت آب استفاده ميشده، به اين ترتيب كه داخل ظرف مدرج سوراخ دار را با آب پر ميكردند كه آب قطره قطره از سوراخ كوچك مي چكيده، و با توجه بمقدار آب خروجي، زمان تا حدودي معلوم ميشده است .

 ساعت شني يا ماسه اي : از دو حباب شيشه اي چسبيده به هم تشكيل ميشده كه ميان آن، سوراخ باريكي برايرد شدن شن يا ماسه تعبيه ميكردند، تا شنها بتدريج از حباب بالا به حباب پايين جمع شود . بعد ظرف را وارونه ميكردند و همان عمل تكرار ميشد . با معلوم شدن تعداد دفعات جابجا شده شن ها در حبابها، حدود تقريبي زمان مشخص ميگرديد .

 ساعت شمعي : در اين نوع ساعت، بدنه شمع مدرج مي شد و با سوختن شمع و كوتاه شدن آن زمان را محاسبه مي كردند.

 ساعت آفتابي : يكي از كهن ترين روشهاي تشخيص زمان ، گردش روزانه خورشيد در آسمان بود. روميان ، روز را هشت قسمت مي كردند و هر قسمت را يك ساعت مي ناميدند. ساعتهاي آنها در زمستان كوتاه و در تابستان طولاني بود. با استفاده از يك ساعت آفتابي به راحتي مي توان زمان را از حركت خورشيد به دست آورد. يك ميله كه در جايي نصب شده باشد، سايه ايجاد مي كند. در تمام مدت روز كه خورشيد در آسمان گردش مي كند. مكان سايه نيز به آرامي عوض مي شود. از مكان سايه مي توان فهميد كه ساعت چند است. پيش از اختراع ساعتهاي ارزان قيمت امروزي ، بسياري از مردم براي نگاه داشتن زمان از ساعتهاي آفتابي استفاده مي‌كردند.

 اشكال جديدتر ساعت : با پيشرفت علم و دانش بشري، بتدريج ساعتهاي دقيق تر مكانيكي، وزنه اي، فنردار، برقي، باطري دار و كامپيوتري جاي ساعتهاي آبي، آفتابي و ماسه اي را گرفتند . مخصوصا" از زمان استفاده انسان از فنر جهت راه انداختن چرخ هاي دندانه دار، كه به ساعت شمار و دقيقه و حتي ثانيه شمار متصل هستند، سنجش دقيق زمان براي همه بطور ساده امكان پذير گرديد .

 در اوايل قرن شانزدهم اولين ساعت مچي آهني، كه نسبتا" زمخت بوده، توسط يكنفر آلماني ساخته شد . بعدها اواخر قرن هجدهم با استفاده از فنر و چرخ دندانه هاي بسيار كوچك،امكان ساختن ساعتهاي مچي ظريف بوجود آمد، بطوريكه اولين ساعتهاي مچي شبيه ساعتهاي امروزي، در كشور سوئيس «از سالهاي 1790 به بعد» ساخته شد .

 بين سالهاي 1865 تا 1868 بزرگترين، حجيم ترين و جسيم ترين ساعت ديواري جهان، در كليساي سن پير در فرانسه نصب گرديد ارتفاع ساعت 1/12 متر عرض آن 09/6 متر و ضخامتش 7/2 متر بوده كه از 90000 قطعه تشكيل يافته . در مقابل بزرگترين ساعت، ظريف ترين ساعت دنيا فقط 98/0 ميلي متر قطر دارد .

 دقيق ترين زمان سنج : دو زمان سنج اتمي كه در 1964 در آزمايشگاه پژوهشي نيروي دريايي آمريكا در شهر واشنگتن نصب شده اند ، دقيق ترين زمان سنج جهان به شمار مي آيند . اين دو زمان سنج كه بر مبناي دوره ي انتقالي اتم هيدرژن ( 649/1420450751 سيكل در ثانيه ) عمل مي كنند ، داراي خطاي 1 ثانيه در 1700000 سال مي باشند .

طولاني ترين مقياس زمان :

در تاريخ شماري و تقويم هندو مقياسي به نام كالپا (kalpa ) وجود دارد كه معادل 4320 ميليون سال كره ي زمين است .
 در علم نجوم سال كيهاني مدت زمان يكبار گردش خورشيد دور مركز كهكشان راه شيري است . ( معادل 225 ميليون سال ما در كره ي زمين ) در اواخر دوره ي كرتاسه يعني حدود 85 ميليون سال پيش ، سرعت چرخش زمين به دور خورشيد بيشتر بود و از اينرو يك سال 3/370 روز را در بر مي گرفت .

 در دوران كامبرين يعني حدود 600 ميليون سال پيش ، يك سال 425 روز را شامل مي شد.

كوتاهترين مقياس زمان : از آنجايي كه نيروي كشندي ( جزر و مدي ) ماه طول روز را در كره ي زمين دچار نوسان مي كند و در نتيجه در هر قرن يك ثانيه به طول روز اضافه مي گردد ، لذا از سال 1960 به اينطرف در تعريف ثانيه براي مقياس زمان تجديد نظر شد . در گذشته يك ثانيه معادل يك قسمت از 86400 قسمت ميانگين يك سال خورشيدي بود حال آنكه اينك برابر يك قسمت از 31556925974 قسمت ميانگين يك سال خورشيدي مي باشد كه از نقطه نظر تقويم نجومي سال 1900 ميلادي به عنوان معيار انتخاب شده است .

در آوريل 1982 چارلز چنگ موفق شد در آزمايشگاه بل در ايالت نيوجرزي در آمريكا يك ضربان نور ليزري توليد كند كه زمان پايداري آن فقط 30 فمتو ثانيه بود . طول اين ضربان نوري 9 ميكرومتر يعني 14 طول موج محاسبه گرديد .

 روشنايي روز- صرفه جويي در زمان : طي جنگ جهاني اول در بريتانيا و آمريكا ساعت ها را يك ساعت از زمان استاندارد جلوتر كشيدند . دليل اين كار استفاده از روشنايي روز براي كار و صرفه جويي در مصرف برق بود . جلو كشيدن ساعت براي افراد بسيار راحت تر است تا اين كه يك ساعت زودتر سر كار حاضر شوند . در بريتانيا هنوز در ماه هاي تابستان از ساعت تابستاني كه يك ساعت جلوتر از ساعت گرينويچ است استفاده مي شود . دولت روزي را كه بايد ساعت ها جلو يا عقب كشيده شود تعيين مي كند.

 پيكان زمان : هنگامي كه انسان مي كوشيد تا جاذبه ي گرانشي را با مكانيك كوآنتوم يكي كند بايد نظريه ي «زمان موهومي » را نيز در آن دخالت مي داد . زمان موهومي راستا و جهت هاي قابل تشخيصي در فضا ندارد . اگر كسي بتواند بر حسب زمان موهومي بسمت شمال برود الزاما بايد بتواند به عقب برگشته و از جنوب سر درآورد ، به همين نحو اگر كسي بر حسب زمان موهومي بتواند به سمت جلو برود الزاما بايد بتواند عقبگرد كرده و بسوي عقب برود . اين به معني آن است كه در زمان موهومي بين سمت هاي پس و پيش تفاوت مهمي وجود ندارد .

 از سوي ديگر ، همانطور كه همه مي دانيم ، در « زمان حقيقي » بين سمت هاي جلو و عقب اختلاف فاحشي موجود است . قوانين علم بين گذشته و آينده تمايزي بوجود نمي آورد . با وجود اين هنوز هم در زندگي معمولي ، بين راستاهاي سمت جلو و سمت عقب در زمان حقيقي اختلاف بزرگي موجود است . براي توضيح بيشتر ليواني را در نظر آوريد كه از روي ميز بر كف زمين بيفتد و تكه تكه شود . اگر شما فيلمي از اين واقعه برداشته و به نمايش بگذاريد خواهيد ديد كه قطعات ليوان به ناگاه روي زمين جمع شده و به صورت ليوان سالم و كاملي در آمده و بر روي ميز پس مي جهد . حتي اگر شما از جريان هم قبلا اطلاعي نداشته باشيد باز مي توانستيد به سادگي بگوييد كه فيلم به عقب برگشته است زيرا چنين ماجرايي هرگز در زندگي معمولي سابقه ندارد .

 توضيحي كه مي توان به اين پرسش داده مي شود كه چرا جمع و جور شدن تكه هاي ليوان از كف زمين و پس پرش آن بر روي ميز به حقيقت نمي پيوندد و ما آن را نمي بينيم اين است كه چنين چيزي مخالف قانون دوم ترموديناميك است . اين قانون گوياي آن است كه پيوسته در هر سيستم بسته مقدار بي نظمي يا انتروپي نسبت به زمان افزايش مي يابد . به عبارت ديگر اين حالت شكلي از قانون مرفي مي باشد كه مي گويد :« اشياء هميشه تمايل به كجروي دارند !» ليوان سالمي كه بر روي ميز قرار گرفته است نمايانگر حالتي از نظم غايي است ، ولي ليوان شكسته اي كه بر كف زمين پراكنده شده است نمودار حالتي از بي نظمي است . افزايش بي نظمي يا انتروپي نسبت به زمان ، مثالي است از آنچه پيكان زمان ناميده مي شود و چيزي است كه گذشته را از آينده متمايز ساخته و سمت و جهتي به زمان مي دهد . دستكم سه پيكان مختلف از زمان وجود دارند كه عبارتند از :

 1- پيكان ترموديناميك زمان و آن سويي از زمان است كه در آن بي نظمي يا انتروپي افزايش مي يابد .

 2- پيكان روانشناختي زمان و آن سويي است كه ما گذشت زمان را در آن احساس مي كنيم و جهتي كه ما گذشته را به ياد مي آوريم و نه آينده را .

 3- پيكان كيهان شناسي زمان و آن سويي از زمان است كه كيهان در آن جهت بجاي انقباض در حال انبساط است

منبع : ستارگان کوير يزد

Powered By
  BLOGFA.COM