معادلات زیبا مترجم: مجید میرزایی
- انجمن رویال - انجمن رویال .باشه - ممنون
برنامه خاصی امشب دارین انجام میدین، یا اینکه...؟
می خواهم تو برنامه های دانشمندی حضور داشته باشم استفان هاوکینگ رو می شناسید؟
اوه، بله. بله، اونو میشناسم
خب، من این برنامه رو دارم درباره معادلات درست میکنم
- و او با عظمت جهان سروکار داره - درسته
و ابزارش برای تحقیقات علمی معادله است، معادله ریاضی
درسته
اسمم "متیو کالینگ" هست
من یه هنرمند و کارشناس هنر هستم
هنر چیزی است که من میدونم و میفهمم
اما من دارم به یه جهان بیگانه پا می گذارم
برای من، معادلات همیشه یه سری حروف نامفهوم بودن
اونا چی رو توصیف می کنند؟
آیا اونا فقط یه بازی ریاضی هستن؟
تو این فیلم، من درباره بعضی از مهمترین معادلات در علم چیزهایی یاد خواهم گرفت
اونا واقعا شاهکارهایی هستن که، دنیایی که ما داخلش زندگی میکنیم، رو توصیف می کنن
معادلات زیبا مترجم: مجید میرزایی
می خواهم از خانم "استفانی شرلی" برای
این تصویر باشکوه تشکر کنم
داشتن این عکس باعث افتخار خواهد بود
به مجموعه بزرگان علم بریتانیا، انجمن رویال، بپیوندید
آرزو دارم بتوانم دید خوبی از این تصویر باقی بگذارم
من فکر میکنم در هنر زیبایی خیلی مهم است
و همیشه سعی میکنم که هنر را تعریف کنم و چیزی که هست را در کارم بیارم
حالا من میخواهم آن دانش(هنر) را برای ریاضیات بکارببرم و شاید بفهمم چرا دانشمندان
درباره معادلات "زیبا" صحبت می کنند
سلام، "استفان". من "متیو کالینگ" هستم
من این برنامه را برای شبکه بی بی سی درباره معادلات و زیبایی دارم می سازم
سلام. ایده جذابی بنظر میرسه
متشکرم. من مشتاقانه منتظر صحبت هاتون هستم
خوشحالم که معتبرترین دانشمند زنده فکر میکنه من دنبال یادگیری هستم
امشب یه شب شلوغ برای "استفان" است، پس من برای ملاقات با او دوباره برنامه ریزی کرده ام
حالا، شما باید خودتان با این معادلات کار کنید؟
بله، خودم باید کار کنم، من
منظورم اینه، که من از نظر فنی یک اخترفیزیکدان هستم پروفسور پدرو فریرا دانشگاه آکسفورد
من در واقع کسی هستم که ما بهش میگیم نظریه پرداز چیزی که من انجام میدم
محیط اطراف را با معادلات حل کنم و پیش بینی کنم
معادلات چیزی هستن که من هر روز انجام میدم. یعنی همکاران من کسانی هستند که ستارشناسی می کنند
دوست دارند تصاویر زیبا و قشنگی را از کیهان نشان بدهند
من دوست دارم معادلات رو نشون بدم، خیلی زیاد
بیا و تو "آکسفورد" منو ملاقات کن و من همه چیز رو اونجا بهت خواهم گفت. اینجا نمیشه گفت
اما در "آکسفورد" ما تخته سیاه داریم و من میتونم زیبایی معادلات رو توضیح بدهم
"شگفت انگیزه، خیلی ممنون "پدرو
من به دعوت "پدرو" به دانشگاه "آکسفورد" آمده ام
و او می خواهد به من درباره مشهورترین معادله توضیح بدهد
همونی که همه دربارش شنیدن
E=mc^2
!این معادله کل افکار ذهن من را جادو میکنه
اما عمده ترین تاثیرش این است که راهی میده که بمب اتمی ساخته بشود
و البته این معادله "انیشتین" هست
اما ابتدا دانش فرهنگی سپس ریاضی هست
من اصلا چیزی از اینکه E=mc^2 چگونه کار میکنه نمی دانم
وقتی انیشتین اولین مقاله اش را در سال 1905 منتشر کرد
یک تحول انقلابی را شروع کرد
- سلام - "سلام "پدرو
- حالت چطوره؟ - خیلی خوشحالم بازم دیدمت
- متشکرم اومدی - خوب، لذت بخشه
بابت پذیرفتن من خیلی تشکرمیکنم. حالا شما باید
طوری به من توضیح بدهید که من کاملا اینو بفهمم
ما اینو قبلا فهمیدیم. ما اینو قبلا فهمیدیم. بزار من اینو پاک کنم
آه! من چی میخواستم انجام بدم
پدرو" با تنفس اعداد مجرد زندگی می کند "
من یک فرد هنرمندم که مدرسه رو 13 سالگی رها کرده
- پس تو میدونی ریاضیات چیه؟ - ...خب، باید اعتراف کنم که از ریاضی و هندسه
یا از جبر هیچی در حوزه تجربه نمی دانم
- کاملا عامی(بدون اطلاعات) در ریاضی هستم - باشه
من در مورد هنر میدانم و تو درباره معادلات می دونی
باشه، این نقطه شروع خوبیه. بزار من یه خودکار بردارم
بنظر شروع خیلی بدی واسه منه، اما
پس، تو هیچی درباره اینکه معادله چیه نمیدونی؟
فقط، آه...، من فکرکنم این یه نوع
کد یا نوعی استعاره برای جهان طبیعی است
معادله جهان طبیعی رو به یه (فرمول کاهش میده(تو یه فرمول خلاصه میکنه
این خیلی خوبه. بیا با یک معادله که واقعا مشهوره شروع کنیم
آیا قبلا این معادله رو دیده ای؟
- خب، من قطعا در موردش شنیدم. من میدونم این E=mc^2 - خیلی خوبه
E...
انرژی رو نشون میده E میدونی انرژی چیه؟
سوال سختیه!! ولی
- همینطوری که داری حرف میزنی انرژی مصرف می کنی - بله
یه مقدارمعین انرژی منو زنده نگه میداره، پس من نمیمیرم و پوسیده نمیشم
خیلی خوبه
همین حد بلدم. این چیزیه که من فکر میکنم انرژی هست
انرژی، یعنی، یه چیزه جالبه که سعی میشه تعریف بشه
بهترین راهی که من می توانم اونو تعریف کنم، ظرفیتی (استعدادی) برای انجام چیزهاست
- این استعدادی برای بلندکردن، برای گرم کرن چیزی است - درسته
پس شما اینجا اینو فهمیدید چی هست. آیا میدونی چی رو نشون میده؟ m
فکرکنم نشون دهنده جرم باشه
دقیقا. جرم،و جرم اساسا مقدار توده انباشته شده یک چیز است
پس وقتی کتابی رو برمیدارید، جرم مقداری چیزی است که کتاب رو ساخته است جرم تاحدی جالبه
برای مثال، فرض کنید یه میخ برداشته اید و وزنش کنید، بسیار خوب؟
سپس اون رو بیرون بیاندازید و 3 هفته بعد آن را وزن کنید، زنگ خواهد زد و پس
- جرم آن تغییر کرده - دقیقا، زیاد شده
ماده بهش چسبیده، واکنش هایی شیمیایی اتفاق افتاده طوری که جرمش واقعا
تحت تاثیر اینکه از چی ساخته شده و چگونه تغییر میکنه، قرار گرفته. و بعد ما اینجا چیزی که داریم
چیه؟ c میدونی - نه - دلیلی نداره که بدونی، سرعت نوره. باشه؟
فوق العاده مهمه چون این سرعت اشعه های نور هست c وقتی در فضای خالی(خلا) منتشر می شوند
- من میدونم که مجذور یعنی یه چیز دوبار در خودش ضرب بشه - دقیقا
پس این یه جمله جذاب هست
این داره میگه فرض کن مقداری جرم داری، خب
ممکنه آن جرم به مقداری انرژی تبدیل بشه
میتونم بفهمم که E=mc^2 شبیه به همه معادلات
درباره ایجاد تعادل در دو طرف است
این چیزیه که علامت تساوی به ما میگه
پس این معادله به ما اجازه میده حساب کنیم چقدر انرژی
در هر جرم داده شده وجود دارد
واسه من شگفت انگیزه که این برای هرچیزی بکار برده میشه
خمیردندان، یه کتاب، یک میخ، یا اورانیوم
این معادله جهانی است. و چون یک عدد بزرگی هست c^2
یه تکه کوچک ماده شامل یه مقدار انرژی فوق العاده زیادی هست
چیزی که این معادله به ما نمیگه اینه که چطوری این انرژی رو آزاد کنیم
نمایشی ترین اثبات اینکه این معادله درسته
به 40 سال بعد از انیشتین که برای اولین بار آن را ارائه داده، برمی گرده
موقعی که بمب اتمی بر هیروشیما افتاد
Pedro walked me through the chilling sums.
شما جرمی مثلا نیم گرم دارید
من اینو بر حسب کیلوگرم می نویسم
شما سرعت نور رو لازم دارید و سرعت نور هم
- حدود 300 میلیون متر بر ثانیه است - درسته
خب. و ما میتونیم حساب کنیم که چقدر انرژی وجود دارد، باشه؟
... ما میگیم که انرژی برابر با جرم
ضربدر سرعت به توان 2 است، و آنچه بدست میاد انرژی است
ژول. واحد انرژی است
پس شما یه انرژی شگفت انگیز دارید
حالا، اگه من بهتون میگفتم
چیزی به اندازه یه قرص
- اونقدر انرژی میده - یک انفجار 15کیلوتن تولید میکنه
که معادل با انفجار 15 کیلوتن تی ان تی هست
من میخواهم یه سوال کنم!، من نمی دانم، شاید این سوال احمقانه باشه و شما چیزی برای گفتن درباره اش نداشته باشید
اما فرض کنید بجای توان 2 ، توان 3 باشه
- یه چیز بی معنی میشه؟ - بله بی معنی است
و بی معنی است چون اونو آزمایش کردیم
به آزمایشگاه میریم و این رابطه رو تست می کنیم. یه چیزی رو وزن می کنیم و با اون انجام میدیم
دوباره آن را وزن کردیم، و مقدار انرژی خروجی را محاسبه کردیم، برابر بود
پس سمت چپ با سمت راست در تعادل بود
من تحت تاثیر قرارگرفتم که این معادله قبل از اینکه نشون داده بشه درسته، ایجاد شده بود
معادله یک پیشگویی بود
پنج نماد، ارتباط بین انرژی و تمام ماده را در کیهان توضیح دهد
این عمومی بودن بخشی از قدرت معادله هست
"انیشتین ادعا کرد "تنها نظریه های فیزیکی که ما میل داریم اونا رو بپذیریم زیبا هستند
اما معنی دانشمندان از "زیبا" چیست؟
منظورشون قابل آزمایش بودن معادلات است، جهانی شدن هست
این چیزیه که اونا فکر میکنن زیباست؟
من قصددارم شما رو به ساختمان "رودز" ببرم
چون "انیشتین" فکرکنم سال 1933 اومد اینجا
برای سخنرانی "هربرت اسپنسر" و یه سخنرانی جالبی بود چون این سخنرانی
را بر اساس فلسفه بحث کرد
- درسته - چرا دنبال علمه؟ چون راهش اینه و هنرش، چیزیه که به عنوان یک فیزیکدان نظری انجام میده
و اساسا دو چیز رو گفت
اول اینکه آخر چیزی که انجام میداد تجربه بود
این آزمایشه. این دنیای واقعیه
این نظریه بخاطر نظریه نیست. همیشه مربوط به واقعیت است
دقیقا
اما بخش عمده ای که او میگه اینه که آنچه
که راهنمای اوبود زیبایی و یا سادگی ریاضیات بود
این چیزیه که راهنمای تحقیقش بود. او میگفت " از نظر ما واضحه که بتونیم
با کنارهم گذاشتن اصول جستجو برای مفاهیم ساده ریاضی و ارتباط آنها
"به این ساختارها و قوانین مربوط به آنها برسیم
پس رفتن به سادگی، رفتن به ساده ترین روابطی است که از نظر ریاضی هم درست باشد
و این راهی که او فکرمیکرد درباره انچه انجام داده بود را تایید کند
- پس او این رو در سخنرانی که واقعا درباره فلسفه آنچه انجام داده بود، داشت به مردم میگفت - بله
- اهداف نهایی او چه بود، و آنچه انجام داده بود چه استفاده ای برای جهان دارد؟
این یک فلسفه عملی است، این چیزیه که او واقعا بصورت روزمره انجام داد یعنی او چگونه کار کرده است
پس یک دیدی به ما میده نسبت به
چیستی علم در اون سطح
- دقیقا - بله
انیشتین عقیده داشت که قوانینی که بر جهان حاکم اند از یک سادگی خدادادی برخوردار هستند
و این زیبایی توسط معادلات نمایش داده می شود
من خیالاتم رو با همکاری همسرم "اما" نقاشی میکنم
این زیبایی واسه من اتفاق می افته وقتی اشکال و رنگ ها رو به صورت شهودی و در یه نظم بصری کنار هم قرار می دهیم
ما هم مثل مردمی که با معادلات سروکار دارند
سعی می کنیم به یک کنایه متقاعدکننده برای طبیعت برسیم
برای ما، هنر چیز مهمی درباره جهان به شما می گوید
این یک نقاشی رنگی "اسحاق نیوتن" توسط "ویلیام بلایک" هست
که "نیوتن" رو درحال مطالعه در گوشه ای از جهان نشان میدهد
با یک کولیس
بلیک، "نیوتن" را خوب نشناخته، کسی که او احساس کرده
شکوه وجودش را درحد معادلات مکانیکی و بی حس تنزل داده
خب امروز من جایی اومدم
که کمی بیشتر درباره اینکه واقعا "نیوتن" چه کاری کرده بفهمم
این خانه "نیوتن" هست، که ایده هاش رو درباره گرانش توسعه داد
من به قرن هفدهم برمیگردم چون این زمانی هست که دانشمندان
اولین معادلات را برای توضیح نظم طبیعی استفاده کردند
- سلام -"سلام. خوش اومدین به "وولث تورپ
من "مارگارت وین" هستم، مباشر خانه. خوشحالم از ملاقات با شما
- من هم چنین - سلام من "راث" هستم
من دانشمند فیزیک تئوری از "دورهام" هستم
متشکرم از هردوی شما واسه دیدار
منم از ملاقات شما خوشبختم. قبلا اینجا بوده اید؟
نه، هرگز. این اولین بارمه
درسته، خب. این خونه ایه که "نیوتن" تو اون بدنیا اومد روز کریسمس 1642
بله. "راث" تنها چیزی که من میدونم درباره "نیوتن"، تصویری از مشاهده افتادن سیب ها از درخت هست
- افتادن از درخت! - و او ناگهان فهمید که این یعنی گرانش
خب، ما او را پدر علم علم جدید می نامیم، و این عین حقیقت است
ما می تونیم تاریخ راه جدید را برای انجام فیزیک
یا علم با نوشتن معادلاتی که نیوتن داره، معلوم کنیم
پروفسور راث گرگوری دانشگاه دورهام
خیلی واضحه ، اون معادلات از آغاز معادلات می آید
بله، فکر میکنم معادلات مثل یه شیوه، مثل روشی برای جمع بندی
برای مدل کردن، گفتن چیستی فیزیک و چیستی جهان اطراف ماست
یکی از بزرگترین معماهای جهان با کشف نیوتن که چه چیزی جهان را در جای خود نگه می دارد، حل شد
وقتی سیبی در جلوی پاهاش افتاد، تعجب کردکه چرا هرچیزی به سمت زمین سقوط می کند و در جهت دیگری نمی افتد
چرا فکر میکنید تصور افتادن افتادن سیب
در افسانه نیوتن لازم است؟
فکر می کنم این بیش از هرچیزی ارتباط داره. اگر ما یک سیب داشته باشیم
و منصفانه نگاه کنیم چه اتفاقی می افتد
وقتی بخاطر گرانش بالا و پایین میره
گرانش چیزی است که فکر میکنم ما اغلب می پنداریم هدیه است
و سیب در حال سقوط، او فهمید که همان چیزی که باعث می شود سیب به سمت زمین سقوط کند
همان چیزی است که ماه را دور زمین نگه می دارد یا در واقع زمین را دور خورشید نگه می دارد
- چگونه از این تفکر به تحقق و واقعی کردن آن رسید؟ -!با کار سخت
آیا این فرض می شود که نوعی از نیرو
که رابطه با چیزهای مشابهی که در ماه است، وجود دارد؟
بله درسته، پس هرچه زودتر درباره اجسام سیاره ای یا چیزهایی که دور برخی اجسام دیگر حرکت می کنند
،تفکر را شروع می کنید من فکر میکنم مردم آن زمان آن را احساس کرده اند مقیاس طول یعنی رازی از خدا
قرار نیست ما اونو بفهمیم، اما با استفاده از سیب
بعنوان استعاره ای از ماه و خورشید
:نیوتن این رو گفت "نه، در واقع هرکسی میتونه به عمق این رازها پی ببره"
هرچی گفتی رو فهمیدم، شاید بریم تو خونه بهتر باشه
- میتونیم بریم بالا تو خونه؟ - شما درباره اینکه اون نمیخواست نظریه هاش
به عنوان فرمول آخر پدیرفته شوند، حرف زدید
نیوتن متوجه شد که ریاضیات می تواند یک زبان دقیق و جهانی برای توصیف
چیزهای متفاوتی مثل افتادن سیب و گردش به دور زمین ارائه دهد
و به ذهنش اومد: چیزی که بنظرمیرسه باعث افتادن اجسام به سمت زمین میشه واقعا اجسام را به سمت زمین می کشد
او ایده هایش را در کتابی انقلابی گذاشت: "اصول ریاضیات" نام داشت
به سختی میشه چشم ازش برداشت
این دارایی با ارزش ماست
یه کپی از ویرایش سوم اصول ریاضیات
- اگر ما به صفحه مربوطه بریم - تشکر میکنم. فوق العاده است
اولین چیزی که توجه ما رو به خودش جلب می کنه یک معادله خاص نیست
بلکه اینه که در مورد نیوتن به عنوان پدر علم نوین صحبت می کنیم
چیز دیگری که در لاتین است
زبان واقعا سخت آن است
- زبانی جهانی در حال حاضر - هشت گزاره، هشت قضیه
در اصل، او معادله اش را برای گرانش با کلمات به ما میگه
پس او شروع کرد "Si globorum duroum in se mutuo gravitantium materia undique in regionibus"
نسخه نوشته شده نیوتن سرانجام پایه هایی برای معادله گرانش ساخت
پس من از "راث" میخواهم روشن ترمون کند
شکل ریاضیاتی از کلمات
متوجه شدم یه کتاب دارید، پس ما میتونیم سعی کنیم ترجمه اش کنیم
آنچه که او تو این معادلات زیبا می خواد بگه
دقیقا، یه صفحه خالی پیدا کن
- هرجا باشه - درست
پس اشیا رو با نامهای می نویسیم M1 و M2
پس اینا فقط جرم هستن. اما نیوتن درباره
نیروهای بین دو کره صحبت می کند
این دو جسم، بطور معکوس متناسب است
یعنی به مربع فاصله تقسیم کنیم
این دو جسم یا کره میتونن از هر اندازه ای
باشن مثلا زمین، ماه یا حتی سیب
و اینم است برای گرانش G
این ثابت نیوتن نامیده می شود
- یه معادله برای من نوشته اید - بله
و شما قبلا یه سیب به هوا پرت کرده اید و به زمین خورده
می تونید با عدد به من نشان بدهید
- حتما - که به من نشون میده برای سیب چه اتفاقی می افته
درباره سیب حرف بزنیم
- باشه، پس یکی از جرم ها سیب هست؟ - یه سیب، جرم سیب چقدره؟
- نصف...؟ - تو یه پوند سیب داری پس من درباره 4 سیب حدس میزنم، خب یک سیب یک چهارم پوند هست
بر حسب کیلوگرم کار کنیم
اجازه بده جرمش رو 200 گرم در نظر بگیریم
- اما جرم دیگه جرم زمینه؟ - بنظرت لازمه توضیح بدی؟ قبلا اینو میدونستی - دارم حدس میزنم!
اما جرم زمین رو نمیدونیم چقدره !!زمین رو نمیشه از بقالی خرید
خب، یه ایده تقریبی بهت میدم
- 5کیلوگرم ضرب در 10 به توان 4 -خب
پس 10 به توان 24 هست
تریلیون تریلیون
درسته
شعاع زمین هم 6 هزار کیلومتر
ما یه سیب 200 گرمی
یه زمین چندین تریلیونی
و شعاع 6هزار کیلومتری داریم
حالا هرچیزی که میشه رو ساده میکنم
سپس آخر کاری من یه 10 بالا دارم
که در 0.2 سیب ضرب شده
اون چه که این به من میگه نیرویی که سیب احساس می کنه
جرمش ضرب در 10 است و
- جرم در 10 - این 10 از مرتبه این است که
گرانش چقدر سریع باعث میشه سیب بیفته
پس نیرویی که بر سیب وارد میشه 2 است
و واحد آن نیوتن است
برای نیوتن N
- برای نیوتن N - جالبه
این عدد که بر حسب نیوتن است نیروی گرانشی وارد بر سیب را اندازه میگیرد
این یه معادله پیچیده است
اما من دارم بخش های اصلیش رو درک می کنم
نیرو وابسته به جرم دو شی و
و فاصله بین اوناست
اشیاء بزرگتر نیروی بزرگتری دارند
و هرچه دورتر باشند، نیرو ضعیف تر هست
اجرام میتونن هر چی باشند M1 و M2
زمین و سیب، یا زمین و ماه
یا زمین و خورشبد
راث" بهم گفت معادله نیوتن به ما اجازه میده بفهمیم"
چرا ماه و سیارات حول منظومه خورشیدی می گردن
بنظر میرسید معادله اش توصیف خوبی از جهان بده
پس معادله اینه F = G x M1 x M2/R^2
همان معادله گرانش نیوتن است، اما چگونه ازش استفاده کنیم
این پیشرفت تدریجی است، شما میدونید علم چکار میکنه
محاسبه چیزها، پیشگویی کردن
الان میتونید به من نشون بدهید چطوری از این معادله استفاده کنیم
چگونه از آن استفاده می کنیم، باشه
این نقاشی ماست، چطوری جهان رو نقاشی می کنیم
با معادلات نقاشی می کنیم
در حقیقت ما زیاد استفاده می کنیم، در واقع ما نقاشیم
میدونید ما میل داریم کلمه نقاشی رو استفاده کنیم
اگر شما استعاره نقاشی و رنگ و غیره رو می تونید استفاده کنید
در این جهان محاسباتی نیز جایی برای زیبایی وجود داره
انتظار ندارم هرکسی این زیبایی را درک کند
اما قطعا ما و افرادی مثل من اینو درک می کنند
عالیه
معادلات زیبا
چنددهه بعد از نیوتن و قانونش، این معادله
برای پیشگویی موفقیت آمیز برگشت ستاره دنباله دار "استفاده شد، "ستاره دنباله دار هالی
قانون گرانش او تایید شده بود
نیوتن"، با معادله اش"
راه ریاضی جهان مدل شده را دگرگون کرد
و کارش برای 200 سال بدون تغییر باقی ماند
همه چیز در آغاز قرن بیستم با
ظهور "انیشتین" وتئوری نسبیتش تغییر کرد
در همان دهه چیز دیگری آمد، و آن هنر مدرن بود
"در جهان هنر خیلیا اعتقاد دارند که "پیکاسو
در همان انقلاب به اندازه "انیشتین" درگیر شد
بطور عجیبی یکی از جاهایی که من درباره نسبیت شنیدم
قبل از اینکه بخوام این برنامه رو شروع کنم، تو مدرسه هنر در جوانیم بود
همانطور که همه ما، دانش آموزان هنر، باید ایده ای را فرا بگیریم که
به طور نسبی رابطه ای با نقاشی کوبیست داشته باشد
من برای نگاه به یک نقاشی کوبیست از "پیکاسو" در سال 1909-1910 اینجا اومدم
یه زن که روی صندلی نشسته
فکر میکنم سبک کوبیسم وقتی پدیدار شد به عنوان چیزی کاملا وحشتناک و تکان دهنده ظاهر شد
نقاشی رنسانس را دوست ندارد
جاییی که شما دنبال یک نوع پنجره روبه جهان هستید
با کوبیسم هنرمند شما رو عمدا گیج می کند
بطوری که
پس اون فضا در اتاق
بنظر میرسد برای خوردن به سمت زن است
و از بافت اتاق بنظر میرسد تفاوتی با بافت زن ندارد
پس همه این حرکات دور اشیا و فضا
طوری است که شما رو گیج کنه اگه شما دارید فکر می کنید
" خب، جایی است که چیزی واقعیت عادی بنظر برسد؟"
فکر می کنم درست باشه که بگیم کوبیسم یه نوع از زیبایی بود
که کمی شبیه علم نگاه می کند
اما من معتقد نیستم که کوبیسم یه علمه
"ملاقاتی ترتیب دادم با مورخ علم، "آرتور میلر
کسی که میخاد ذهن منو تغییر بده
آرتور" بهتون بگم که در مدرسه هنر و بعد از آن"
من احساس تعهد کردم به این ایده که من باید به ارتباط بین
انیشتین" و نسبیت و کوبیسم"
و "انیشتین" و نسبیت و "پیکاسو" فکر کنم
اما یه حسی هست که میخام بگم اون دوتا روی یک
مسئله یکسان کار می کردند، ذات(طبیعت) فضا و زمان
باشه. ارتباط فضا و زمان برای هردوتای آنهامهم هست
درسته
من یک مشکلی پیداکردم، چون
او داره یه کاری با فضا و زمان انجام میده که
کارش شبیه "انیشتین" است، یا کوبیسم چیزی شبیه علم است
کوبیسم جزئی از یک برنامه تحقیق علمی بود، همانطوری که من گفته بودم
اما در هر حال، شما می دانید یک هدف روشن برای ساده کردن شکل ها
- برای هندسه هست - چرا این؟
چرا کوبیسم یک برنامه علمی هست و هنری نیست؟
منظورم اینه که، هنرمندان قرون وسطی اشکال را به هندسه کاهش می دادند
و هنرمندان آفریقایی اینو به هندسه کاهش می دهند، هنر باستانی این را به هندسه کاهش می دهد
خب، یعنی چونکه "پیکاسو" در متون علمی ذهنی به عنوان یک راه برای انجام آن بود
برای مثال ما میدانیم که او به یک متن که توسط یک ریاضیدان نوشته شده بود نگاه کرد
و متن بحث میکرد که چگونه شما در چهار بعد
چندوجهی پیچیده را نمایش بدهید و "پیکاسو" نگاهی به اینها کرده بود
البته، او نمیدانست معادلات چه معنی ای می دهند
اما وقتی نویسنده کتابها معادلات دو بعدی
را تخصصی کرد و توانست تصاویری تولید کند
پیکاسو" به تصاویر علاقمند شده بود"
این درسته که "پیکاسو" را یک هنرمند انقلابی بنامیم
اغراق آمیز نیست، اما برای من، به اندازه کافی درباره انیشتین نمی دانم
برای فهمیدن اینکه چگونه "انیشتین" نیز یه انقلابی هست
یا اینکه چگونه ایده های "انیشتین" و "پیکاسو" سطح تحول یکسانی دارند
و هم چنین در جهت یکسانی هستند
خوب "انیشتین" یه دانشمند انقلابی بود چون
اون قدم بعدی "نیوتن" را برداشته بود
علم نیوتنی بر ادراک های حواس ما بنا نهاده شده
در هرزمان، زمان تو با زمان من یکی هست
چیزی که "انیشتین" قادر بود انجام بده، بالا کشیدن خودش
به بلندی های خیال بود که توانست نگاهی به ماورای ظواهر کند
هدف جهان واقعی غیر اینهاست، جایی که واقعیت علمی وجود داره
هنوز به ارتباط بین "انیشتین" و "پیکاسو" فکر میکنم
این ارتباط، ارتباطی سطحی هست تا اینکه ذاتی باشه
اما خیلی مشتاقم بیشتر درباره "انیشتین" بشنوم
آرتور" تلاش می کند تا به من"
یکی از معادلات اصلی تئوری نسبیت خاص را توضیح دهد
هنگامی که "انیشتین" با این معادله
در عرصه علم پاگذاشت، حتی بطور رسمی دانشمند نبود
ایامی که نظریه نسبیت را نوشت، به عنوان کارمند ثبت
دفتر ثبت اخراعات سویس در برن مشغول بکار بود
در واقع او از سال 1902 تا 1909 اونجا کار میکرد
او همچنین یک خیالباف وظیفه شناس بود
و در خواب و رویاهاش، او بر چشم انداز فیزیک
اوج گرفت و فهمید مشکل اساسی چه بود
ماهیت و ذات فضا و زمان
مردم به تفکر این موضوع پرداختند که شاید در کلاسیک چیز
اشتباهی باشد، مفاهیم شهود فضا و زمان
اما اونا نتونستند بفهمند
آنچه که اونا بخصوص می خواستند انجام بدن، مفهوم زمان را رها کنند
چرا زمان مهم بود، چون ماهیتش واضح بود
نیازی به بررسی نداره، یا اینکه می ترسیدند چیز بیشتری پیدا نکنند؟
بنظر میرسه زمان تو، همون زمان منه
مهم نیست نسبت به یکی چقدر تند حرکت کنی
رازی وجود نداره. ما میدونیم که زمان چیه
"درسته. مثل سوپرمن که گفت: "زمان رو بیخیال بشو
- با زمان خودتو گیج نکن - بله!
باشه، اگر یه خودکار برداری منم یه دفتر دارم
دقیقا، بیا یکی از نتایج دیدنی رو نشونت بدم
نتایج نظریه نسبیت
بیا یه کم آزمایش ذهنی انجام بدیم
فرض کن اینجا روی پلت فرم قطار "مت1 " ایستاده
و اینجا "مت2" هست، "مت" بهش بگیم، روی قطار ایستاده
و او با سرعت حرکت میکنه V
نسبت به "مت" که روی پلت فرم هست
مت" که روی قطار است یک ساعت مچی داره"
اسم زمانش رو پریم می نامیم t
و زمان ساعتهای روی پلت فرم را می نامیم t
کاری که میخوایم کنیم مقایسه زمان
ساعت مچی مت با زمان ساعتهای سکون روی پلت فرم است
همه اونا زمان یکسانی را اندازه می گیرند
من میخام فرض کنم که، حتی اگر همه ساعت ها در حال سکون باشند
و ساعت من متحرک باشه که همه یکی رو نشون میدن
چون ساعت ها همیشه زمان یکسانی رو میگن، فرض کردیم آنها همزمان شده اند
یکی اینطوری فکر میکنه بله. ما اسمشو "مت" روی قطار میزاریم
اما شما میخواید به من نشون بدید که اونا مشابه نیستند
میخوام نشونت بدم که مشابه نیستند، متقاعد بشید
تی پریم و تی
حالا زمان تی پریم مت روی قطار به این تبدیل میشه
v برابر با تی ضربدر ریشه دوم 1 منهای به توان2، تقسیم بر به توان 2 c
خب زمان اینجا یه چیز پیچیده شده
این زمان با اون یکی نیست
نه این با اون زمان یکی نیست. زمان تو با زمان من یکی نیست
این دو زمان متفاوت هستند
اگه من به درستی معادله رو بفهمم، این نتایج باور نکردنیه
آن زمان با وابستگی به سرعت شما، زمان دیگری را نشان می دهد
از ایستگاه به قطار نگاه می کنیم
این معادله پیش بینی میکنه که ساعت روی قطار زمان تی پریم رو نشان میده
که آهسته تر از ساعت هایی که زمان تی رو نشون میدن
و روی پلت فرم هستند، حرکت می کنند
من هرگز این بخش رو متوجه نشدم و نفهمیدم چرا اینجاست
این بخش از معادله چیزی است که باعث میشه دو ساعت زمان ها رو متفاوت نشون بدن
V اما اثر قابل توجهی دارد اگر سرعت
سرعت قطار خیلی زیاد باشد، نزدیک به سرعت نور
اگر قطار بتونه به سرعت نور برسه، 1-1 دارید
که میشه صفر
یعنی تی پریم برابر صفر هست
زمان در قطار نسبت به پلت فرم کاملا متوقف شده
این کشیدگی زمان بنظر غیرممکن میرسه
اما به گفته "آرتور" این کشیدگی بوسیله آزمایش عملی ثابت شده است
حالا واقعا یه چیز عجیب هست
و او متوجه شد که زمان یک کمیت نسبی است
همانطور که با هم بحث کردیم
زمان شما با من یکی است اگر نسبت به هم
ایستاده باشیم، اما اگر تو دور بشی و برگردی
اگرچه سخت هست که درک بشه اما
زمان رو آهسته تر از من می بینی
خب، من چیزای زیادی از حرفات یاد گرفتم
- الان نسبت به قبل از اینکه با من حرف بزنید آگاه تر شده ام - خوبه
اما چیزی که واقعا برای من درکش سنگینه این ایده
ماهیت فیزیکی زمان است و این ایده بنظر شگفت انگیز میرسه
اوه، این استنباط میشه که فضا و زمان (بطور جداگانه) وجود ندارد. فضا-زمان هست
درست، یک موجود واحد است. آیا این واژه درستی است؟
فضا و زمان با سرعت نور مرتبط می شوند
یقینا سخت ترین معادله تا الان بوده
نه تنها ازنظر جنبه ریاضی بلکه بخاطر ایده هایی که داره
شما شاید درباره زمان در تونل زمان نگران باشید
اما لازم نیست فکر کنید واقعا زمان داره تغییر شکل میده
انیشتین" نشون داد که فضا و زمان بطور تفکیک ناپذیری بوسیله "
سرعت نور باهم مرتبط هستند
این یه فکر بود که تا قبل از آن غیر ممکن بنظر میرسید
واقعیت تغییر کرده بود
و "انیشتین" اینو با معادلات انجام داد
دارم بر علم پیروز می شوم
قبل از این، به معنای واقعی نمی دونستم معادله چی است
حالا اصول چیستی یک معادله را می دانم
اما من همچنین مفاهیم چیستی معادله را می فهمم
یه نوع هیجان وجود دارد
درباره فلسفه یک معادله
یا استفاده از یه معادله به روشی عمیق
به عنوان مخالفت با چیزی که اطلاعات دقیقی به شما میده مثل جدول زمانی راه آهن
شما روش یادگیری ترکیبی از درد و لذت را می دانید
خیلی سخته که الگوی جهانی که الان در آن
زندگی می کنید، را با چیزهای جدیدی عوض کنید
شما میتونید در سطح یه اسطوره ازش قدردانی کنید
یکی درباره افسانه معادلات، یا افسانه علم
یا افسانه "نیوتن" یا "انیشتین" با شما حرف میزنه
اما همه اینا مثل اسطوره ها واسه من هستند
اما همینجور که جلو میریم واقعیت بیشتر و بیشتری از هر
دانشمند بدست میاریم و به داستان هایی که دیگر دانشمندان برایم گفتن،اضافه می شوند
یکی از دانشمندانی که در داستان معادلات برجسته است
چون او ایده زیبایی در علم را بیشتر از بقیه لمس کرد
بنام "پل دیراک" است
او نگرش ما از جهان را تغییرات اساسی داد
تقریبا هنوز کسی خارج از محافل علمی از "دیراک" چیزی نشنیده است
واسه همین،من ملاقلاتی با شرح حال نویس این نابغه مرموز ترتیب داده ام
این قسمت ازکمبریج مخصوصا مورد علاقه "پل دیراک" است
دیراک" بزرگترین نظریه پرداز انگلیسی بعد از "
نیوتن" بود و اینکه چگونه شهرتش در 1927"
وقتی که داشت دنبال چیزی می گشت که بزرگترین موفقیتش شد
معادله اش
چرا تا این حد بزرگ است؟
چرا او بخوبی برای عامه مردم ناشناخته است؟
در حقیقت دنبال گمنامی بود، واقعا علاقه ای به شهرت نداشت
او فقط می خواست سرش به کار خودش باشه و
برای جهان بیرون ناشناخته بماند
من عاشق این ایده که برای "دیراک" زیبایی مهم است، هستم
آیا یک برتری برای "دیراک" وجود داره
نسبت به دیگر دانشمندانی که من شنیده ام؟
بله، "دیراک" اولین دانشمندی بود که ایده زیبایی را به عنوان یک اصل برافراشت
او این ایده را اصل زیبایی ریاضیاتی نامید
آن چیزی که "دیراک" به آن معنی داد این بود که همانطوری که ما در پایه
فیزیک نظری پیشرفت می کنیم، نظریه ها به طبیعت نزدیک و نزدیک تر می شوند
بیشتر و بیشتر زیبا می شوند
پس برای او، این یک روش برای غربال کردن نظریه ها
درست از غلط بود، چون اگه این زیبا نبود، اگه به عقیده ما
زشت بود، نمی خواست مسیر جمع آوری از طبیعت را قطع کند
پس برای او، یه نظریه باید زیبا باشه برای اینکه به او یه شانس برای توصیف طبیعت بدهد
!!باور نکردنیه
اینجا دانشمندی است که برعلم که از یک فیلتر زیبایی می گذشت پافشاری کرد
و با تعقیب زیبایی شما با حقیقت به پایان می رسید
این ایده ای است که اغلب استعاره ای استفاده شده است، اما "دیراک" آن را به صورت واقعی معنی کرد
استSighs این پل که روی آن قدم میزد
او قدم زنان به اتاقش اینجا برمی گشت واین جایی بود که او کار بزرگش را روی معادله "دیراک" انجام داد
در حقیقت او در اتاق فقط اینجا می ماند
یعنی جایی که او در ماه های آخر 1927 داشت کار می کرد
روی چیزی که به عنوان معادله "دیراک" شناخته می شود، یکی از بزرگترین موفقیت ها در علم جدید
اینجا که ما هستیم اتاق آ4 هست. حیاط جدید.جایی که "دیراک" معادله بزرگش را کشف کرد
کاملا جدا از حواس پرتی. تنها صدایی که می شنوید صدای کوچکی از فوتبال بیرون هست
جدا از آن، رادیو نبود، هیچ
دیراک" دنبال خوشگذرانی نبود. در اواخر 1927، ظاهرا کل کاری " که کرده بود، کار روی آن معادله بود
به من درباره آن معادله بگو، میخواست باهاش چه کاری انجام بده
خب، چیزی که اون سعی میکرد انجام بده رسیدن به یه معادله برای الکترون بود
اولین ذره بنیادی ماده که کشف شده بود
-معنی"اولین ذره بنیادی ماده" یعنی چه؟ - خب
یک ذره بنیادی ساختار داخلی ندارد
یک ذره کاملا پایه ای است، نمیتونید اونو تقسیم کنید
منظور از ریز، خیلی خیلی ریز، این الکترون
-چیز دیگه ای بنیادی تر از این نیست - درسته
پس تو شانس داشتن توصیفی بنیادی از طبیعت دادی
من یه دفتر تو کیفم دارم
- اگر من اونو به تو بدم و تو یه صفحه خالی پیدا کنی - بله
و سپس من یه خودکار بهت بدم می تونی برای من
- معادله رو بنویسی؟ - می نویسم
"دیراک"
این معادله "دیراک" نامیده میشه؟
بله- این معادله "دیراک" هست
و این معادله برای هر الکترونی که وجود داشته یا بوجود خواهد آمد بکار می رود
در جهان هستی، پس این معادله نهایی است که
این معنی جهانی را دارد
این معجزه است، یکی از معجزات علمی قرن بیستم
معجزه را به من نشون دادی، حالا بگو این یعنی چه
من یه چیزی شبیه می بینم i بعدش یه چیز موجی شکل، بعدش Pیک بعدش باز شکل موجی
یک علامت تساوی و بعدش و بعدش شکل موجی ،m
"باشه، بگو " آی، گاما، پی، سای، مساوی، ام سای
باشهE=mC2 پس این شبیه هست، فقط این چیزهای جدید را بگو که
او با خودش فکر میکرده، شبیه زبان ارباب حلقه ها
- درسته - مهمترین نماد چیه؟
بله
این را اسپینور می نامند
چیزی هست که اطلاعات درباره رفتار الکترون ها را رمزی می کند
پس، شما معادله ای را می گویید که وضعیت الکترون در داخل و بیرون
معادله مشخص می کند، از پیش بینی اینکه رفتار الکترون چگونه خواهد بود می آید
تو جهان نزدیکترین چیزی که میتونم تجسم کنم
- چیه، برای اینکه معنی واقعی یک اسپینور را بگه؟ - هیچی!!
- باشه، پس من اینو قبول می کنم - دقیقا - عالی
این یک ترکیب کامل "دیراک" بود، درسته؟
پس اسپینور ها قبل از اون وجود نداشته اند؟
- نه نبودند - آیا باید این زبان رو قبل از اینکه بتونی معادله رو بگی یاد بگیری؟ - بله
جداً، مردم باید 6ماه تقلا کنن
فیزیکدانان پیشرو جهان مدرکی برای معنی این معادله ندارند
بهمین دلیل بود که او اینقدر در زمان خودش جلو بوده، آنها می خواستند بگویند
" این نمادها چه معنی ای دارند؟"
درباره اصول فوق العاده خوبی بود و بعلاوه
اگر این دانشمندان عالی جهان را گیج میکرده پس ماورای تصور من هست
این واقعا یه زبان بیگانه هست
اما من داشتم یک دریافت وسیعتری از اینکه چگونه معادلات اطلاعات پیشرفته ای دارند می گرفتم
من از حرفای شما احساس میکنم که شروع به گرفتن یک تصویر مستحکم
از علم برای خودم کردم، نظرات بزرگانی مثل
"نیوتن" ، "انیشتین" و حالا "دیراک"
- درسته - و یک نوع سیاحت که افلاک، سیارات
ستاره ها، زمین، هرچیزی که داخلشه، همه اشیاء
می توانند به طریقی بر اساس جملات ریاضی توصیف و فهمیده شوند
درسته. "انیشتین" گفته بود که غیرقابل درک ترین چیز
درباره جهان این است که قابل درک است
و "دیراک"، "نیوتن"، "انتیشتین"، همگی ایمان داشتند که می توانند
اگر آنها به اندازه کافی سخت فکر کنند، آنها می توانند چانه بزنند با این قوانین
که طبیعت را در سطح بنیادی توصیف می کند
اما ایمان، ایمان بیشتری نمی دهد ایمان معادلات را تولید می کند
کاملا درست
- این شبیه به یک اعتقاد نیست که نشود بررسی کنید - ایمان کارها را روغن کاری می کند - بله
دیراک" واقعا گفته بود که اصول زیبای ریاضی یک نوع مذهب براش هستند"
او واقعا این کلمات رو استفاده می کرد چون با همه
قلب و روحش اعتقاد داشت که یک نظریه ریاضی زیبا
از نوع نظریه ای خواهد بود که طبیعت بهش تکیه دارد
و جهتی که شما می روید خواهد بود، پس واقعا بهش اعتقاد داشت
این یک اصل اعتقادی بود
چرا اسپینور زیباست؟
زیباست چون "دیراک" این معادله را
برای پیش بینی اولین مثال پادماده استفاده کرده بود
این شاید بزرگترین پیروزی قرن بیستم بود
حال باید یک مفهوم از اینکه این چگونه هست بهت بدم
الان کیهان شناسان اعتقاد دارند که در آغاز جهان
نصف جهان پاد ماده بوده
پس بوسیله اون نشانه، با استفاده از این معادله "دیراک" تصور کرده بود
نصف جهان را در سرش
دانشمندان از معادله "دیراک" هراس دارند
اما در اون زمان، همه چیز متفاوت بود
در اواخر دهه 1920، پادماده کاملا ناشناخته بود
این ایده که هر الکترون، پروتون، و نوترون
یک شریک مخالف دارند مضحک بود
اگر معادله اش این ماده اعتقادی را پیش بینی میکرد
پس باید اشتباه باشد
باشه، پس چیزی که ما الان می تونیم انجام بدیم رفتن به آزمایشگاه هست
چیزی که داریم یک چیدمان آزمایشی هست که می تونیم واقعا
مسیر ذراتی که بوسیله پادماده تولید می شوند را ببینیم
پس باید به من در عمل پادماده را نشان بدهی
پنج سال بعداز اینکه "دیراک" این پیش بینی را ارائه داد
پادماده ماده کشف شده بود
معادله تبدیل شده باید درست باشد
حالا می خواهم مدرک نشان بدهم
این اولین جای عملی است که من بوده ام
من شگفت زده ام که چگونه خیلی دقیق همه چیز دیده می شود
آزمایش خیلی ساده ای هست. فناوری کمی می خواهد
شما تو آشپزخونه هم می تونید انجامش بدهید
- واقعا؟ - بله، این یه آهن رباست
نسبتا آهن ربای قوی ای هست و می خواهیم یخ خشک را اینجا قرار بدهیم، پس این خیلی سرد میشه
- این الان یه وسیله آشپزیه - بله هست
پخت ماهی در نمک
حالا جعبه پرسپکس رو روش میزاریم
و الکل که در لایه بالاتر میزاریم
برای دیدن مسیرها، نور واقعا کمی هست
- ما باید اینو با یک لامپ خیلی نورانی روشن کنیم - باشه
و سپس، یکی از اجزای دیگر را که ما باید اینجا توضیح بدهیم
چشمه پرتوزا هست، که می خواهیم ازش استفاده کنیم
ما دو چشمه پرتوزا داریم
یکی الکترون و دیگری پوزیترون گسیل می کنه
و چیزی که ما اینجا داریم ایزوتوپ استرانسیوم90 هست
گلن" به من گفته بود این مواد پرتوزا به ما اجازه دیدن مسیرهای الکترون را می دهند"
و مهمتر اینکه مسیر پادماده الکترون را نیز نشان می دهند
به نام پوزیترون شناخته می شوند، این همان ذره پیش بینی شده توسط معادله "دیراک" است
این پوزیترون گسیل می کنه و مسیرهای خیلی مشابهی خواهیم دید
شاید واقعا کمی کم انرژی تر باشد و آنها به چپ منحرف می شوند
پس نمایشی که واقعا می بینیم، اینه که دو نوع ذره داریم که خیلی مشابه
بر حسب مسیرهایی که می سازند بنظر می رسند
بجز اینکه یکیش باردار مثبت و یکیش باردارمنفی هست
بله بله، من یکیش دیدم که اون راهی میره
بعلاوه، اونا باید به سمت راست منحرف بشن
بله، اونا خیلی باریک و نامنظم هستند. تقریبا شبیه به یک نخ تسبیح هست
بله، خب من واقعا شما را متقاعد کردم که شما تا اونجایی
که الکترونها در باتلاق هستند را می توانید ببینید
حتی در سطح باتلاق، قابل ملاحظه است
همه ما از تعداد زیادی از اونا درست شده ایم
و چیزی که سعی در انجامش داریم قرار دادن چشمه پوزیترون هست
چیزی که ما باید ببینیم اونا در جهات مختلف منحرف شوند
- یکی دیگه ازنظر علمی تعبیه شده - درسته
ما می خواهیم این را روی راه ورودی نگه داریم
حالا باید انتظار داشته باشیم چیزهایی که به سمت چپ می روند را ببینیم
من دنبال سرنخی هستم اما الزاما خطوط به سمت چپ نمی روند
ما باید ببینیم که الکترون ها به سمت راست منحرف می شوند
حالا "گلن" امید داده است که ما باید مسیرهای کمیاب پادماده را کشف کنیم
همانطور که اونا به سمت دیگه خمیده می شوند
یکی اونجاست. خیلی خیلی واضحه
- اونجاست - خارق العادست!!
اولین بار در این آزمایش هست که من پادماده را می بینم
اون مشخصا از چشمه میاد
شگفت انگیزه که چیزی از یک نوع جهان مضحک
از علم تخیلی داشته باشی، پادماده
را به صورت واقعی به ما نشان داده
مگر اینکه من دنبال یکیش نباشم
هر 30-40 ثانیه یک تصویر کوچک درون یک شعاع
10p از چشمه اتفاق می افتد
شلیک میشن و یه حلقه می زنن خیلی دور نمیرن
- یکی اونجاست، دقیقا نیم دایره درست کرد - خیلی خوب
- بله بله -پس ما واقعا یک چیز فیزیکی می بینیم
که با دنیای ذهنی واقعا پیچیده "پل" دیراک ارتباط دارد
درسته. به طریقی وجود پادماده به عنوان
یک نتیجه لازم از تئوری ای که او نوشته بود ظاهر شد
و مشکلات زیادی برای دیدن وجود دارد. فقط به معادله اش نگاه کن و بگو
که باید به ما پادماده را بدهد، اما اگر واقعا اینو به دقت تحلیل کنی
واضحه که این از پیش بینی های ضروری اش هست و این چیزی که می بینی هست
پس اونا خمیده می شن و تصاویری که در ان دریای نوعی گداخته درست می کنند
معادله "دیراک" به شکل فیزیکی به ما نشون میده
معادلات زیبا
این نمادهای عجیب به ایده زیبایی اشاره دارند
چیز عجیبی درباره اونا وجود داره
وجود پادماده صحت نظریه اش را اثبات کرد
"شعر رمانتیک "کیتس" میگه "زیبایی واقعیت است ،واقعیت زیبایی است
همانطور که یکی به دیگری منجر می شود
و این چیزی هست که "دیراک" اعتقاد داشت
آن تحقیق برای زیبایی به پیشروی علم قدرت بخشید
من دارم یه مقاله از "دیراک" میخونم که در فوریه 1939 منتشر شده است
او می گوید "آن چیزی که تئوری نسبیت را قابل قبول برای فیزیکدانان
می سازد با وجود اینکه در تضاد با اصول ساده است
"زیبایی بزرگ ریاضی اش است
این یه خصوصیتی هست که بیشتر از زیبایی تعریف شده در هنر نیست
اما آن مردمی که معمولا ریاضیات را مطالعه می کنند
مشکلی در فهم آن ندارند
پس، او دارد می گوید که زیبایی در هنر نمی تواند
بیشتر از زیبایی در چیزهای دیگه تعریف شود
اما چیزی که این داره میگه این است که مردم در جهان
ریاضیات خیلی سطح بالا و پیچیده در توافق با زیبایی چیزی است که
همه آنها درک می کنند و می فهمند
و این شاید چیزی باشد که "دیراک" داره میگه
یک نوع زیبایی بالا یا درست یا خالص وجود دارد که
مورد توجه ریاضیات هست
که بنظر میرسه برای من یک زیبایی درونی، درست و عمیق هنری دارد
اما باید یک مسافرت کوچک داشته باشی برای فهمیدن
نمی تونی انتظار داشته باشی این یکراست به سمت تو بیاید
وقتی هیچ رنجی برای اینکه آن را با هنر درگیر کنید، ندارید
و سعی کنید و بفهمید آن چی هست
من این ساختمان ها رو خیلی دوست دارم
اما فکر کنم اونا یک عنصر خنده دار دارند
آنها شبیه به یک نمونه هالیوودی از اصول علمی بنظر میان
که چیزی نادرست پشت این صحنه ها دارد انجام می شود
شما حتی فکر نمی کنید در انگلستان بوده اید
شما نمی تونید هر جایی در جهان باشید
من دارم کارم رو در علم با یک معادله درباره سیاه چاله ها به پایان می رسانم
همیشه فکر میکردم اونا ماده تخیل علم هستند
اما طرز کار درونی سیاه چاله ها را توضیح داده می شود
با پنجمین معادله بزرگ من
"همه معادلات قبلی از اشخاص تاریخی بودند- "نیوتن"، "انیشتین" و "دیراک
این برای من فرصتی خواهد بود تا درباره معادله آنتروپی بدون واسطه "از سازنده آن بشنوم، "استفان هاوکینگ
و اگر او با "دیراک" درباره زیبایی و حقیقت علم موافق باشد پی ببرم
"خیلی متشکرم از اینکه اجازه داده اید تا در دپارتمان شما باشم، "استفان
می تونم بی پرده از شما بپرسم
اهمیت زیبایی برای شما در کار علمی تان چه جایگاهی دارد؟
من درباره زیبایی نمی دانم
اما قوانین بنیادی جهان باید برازنده باشند
منظور شما از برازنده چیست؟
یه معادله برازنده است اگر کوتاه، ساده باشد و خواص جهانی که
قبلا دلیل موجهی نداشته را توضیح بدهد
برازنده ترین معادله من خیلی ساده است
S=1/4 A
در اینجا مساحت مرز سیاه چاله هست A
و آنتروپی است، یک اندازه از اینکه چقدر گرما داخلش هست S
چه معنی ای میده؟
این معادله نشان میده که سیاه چاله ها کاملا سیاه نیستند
آنها شبیه اجسام داغ می درخشند و انرژی و جرم از دست می دهند
سرانجام اونا در یک انفجار مهیب از بین می روند
چرا این یک معادله برازنده هست؟
این معادله از یک محاسبه نسبتا زیاد آمده است
این یک معجزه به نظر می رسه که چنین معادله کوتاهی باید نتیجه گیری شود
این معادله فیزیک سیاه چاله ها را حل می کند
یکی از عجیب ترین اشیاء در جهان
اونطوری که من فهمیدم معادله می گوید که همانطور که
ماده در سیاه چاله می افتد، مساحت سطحی سیاه چاله
بزرگتر می شود، و آنتروپی نیز بزرگ می شود
در سال 1975، وقتی "استفان هاوکینگ" این معادله را ارئه داد
هنوز هم کمی شک درباره اینکه سیاه چاله ها وجود دارند بود
حدود 35 سال هست همه دانشمندان متفق هستند آنها وجود دارند
سیاه چاله ها در قلمروی واقعیت علم وارد شدند
"در حال ساخت این فیلم من متوجه شدم که "دیراک
اعتقاد داشت که زیبایی در یک معادله مهم تر از
تایید معادله توسط تجربه واقعی بوده است
آیا بنظرت این یک عقیده افراطی نیست؟
من فکر میکنم که "دیراک" منظورش این بوده که اگر چه یک معادله زیبا
شاید در زمان خاصی با تجربه توافق نداشته باشد
سرانجام در درازمدت به درستی تبدیل خواهد شد
من فکر میکنم برازنده یک راهنمای خوب برای معادلات هست اما یک راهنمای دقیق نیست
"در هنر، یک هنرمند مثل "پیکاسو
خواهد گفت ساعت به ساعت، کار به کار
ایده هایش را در رابطه با کارش می پروراند
او لزوما فکر نمی کند، حالا من کوبیسم را کشف کرده ام
سختی کارش را کمی بعد به دیگر مردم
خواهد بخشید
اما شاید در بعضی جهات فکر خواهد کرد
من نوعی از پیشرفت غیرمنتظره اینجا درست کرده ام
و من شگفت زده خواهم شد اگر آن پیشرفت را احساس کنم
اگر یک هم ارز برای جست وجوی نوعی تو وجود دارد
هیچ چیزی شبیه لحظه ی "اوریکا- یافتم" کشف
یک چیزی که هیچ کسی قبل از آن نمی دانسته، نیست
اما این خیلی طولانی هست
"خیلی متشکرم "استفان
متشکرم
استفان" با مصاحبه من با خودش موافقت کرده بود"
وقتی که این کار آسانی براش نیست
چیزی نیست که او زیاد انجامش بده
به من ثابت می کند که او در تزهایش اعتقاد دارد که زیبایی
یک عنصر مهم در کار دانشمندان نظری هست
ساخت یک معادله نوعی، نه فقط درکی از زیبایی
بلکه تقریبا پیگیری آن را خواستار است
تعقیب زیبایی واقعا یک نوع نیروی راندن در تحول
یک معادله هست
معادلات زیبا
من خیلی خوشحال بودم که سرم را پر از ایده های ناآشنا کرده ام
اما یک چیز هست که باید انجامش بدم
"سلام "کری
دارم نمایشگاهم رو باز می کنم، کاری که با همسرم انجام دادم
من دانشمندان را دعوت کرده ام و خیلی هاشون آمده اند
در این فیلم کلمه "زیبایی" اغلب گفته شده است
اما سخت هست تعریفش کنیم و نمی تونم کمک کنم اما احساس اونو می کنم
درحالی که مشابهت هایی وجود دارد، تفاوت هایی نیز وجود داره
در اینکه هنرمندان و دانشمندان چه منظوری ازش دارن
- متاسفم، کدام نقاشی هات هستن؟ - همه اینها هستن
ما همه اینها رو کشیدیم
من دارم سعی میکنم آنچه "دیراک" این نقاشی را می ساخته تصور کنم
حدسم اینه که ازت خواهد پرسید اینجا چی نمایش می دید
چون او ذهن دقیقی داره
من میدونم چی داری میگی
آیا تو از نمایش هرچیزی آگاه هستی؟
نمایشی در اتاق اصلا وجود نداره
اما من فکر میکنم مدلی از جهان بصری وجود داره
خیلی از اونا وجود داره
تو چند دقیقه از نگاه به چیز دیگر بر می گردی نمی تونی دوباره آن نظم را پیدا کنی
درست
این واقعا هدف اونا هست
اونا باید یک حس تغییر برقرار نظم داشته باشند
این شبیه نگاه کردن به آتش هست که همیشه یکسان بنظر میاد، اما هرگز دقیقا یکسان نیست
دقیقا. هرچیز در طبیعت دائمی و قابل تغییر هست
همه پنل ها یکسان هستند یا تفاوت دارند؟
من فکر میکنم همه بسیار متفاوت هستند
جالب هست چون باید بهش نکاه کنی و فکر کنی که یک الگوریتم وجود داره
که بهت میگه تو اونو بر حسب چیزهای اطراف نقاشی میکنی
اما او می گوید نه، همچنین یک نقطه نظر کلی وجود نداره
- یک الگوی غیر تکرار نوعی نظم - دقیقا
سرانجام، این ریاضیات سطح بالا هست
اما واقعا نیست، ما نمی نشینیم و اونو انجام بدیم
خب، تصادفی نیز ریاضی هست
جالب هست تقارن های ریاضی که از پیگیری زیبایی می آیند را ببینیم
خب در کل زندگی من
علم سرانجام از مدارمن بیرون شده است
آنچه باعث روشنفکری من در این برنامه شد
برای فهمیدن آن معادلات، در علم مهمترین هستند
تا همیشه مرزهای دانش را می کشند
و بزرگترین و زیباترین معادلات
زندگی خودشان را دارند
اونا ایده هایی ماورای تصور انسانی به ما می دهند
ترجمه: مجید میرزایی reactorphysics.blogfa.com