|
جذابیت های فیزیک مطالب علمی جذاب در مورد فیزیک ستیون ویلیام هاوکینگ (به انگلیسی: Stephen William Hawking) (زاده ۸ ژانویه ۱۹۴۲) یک فیزیکدان نظری و کیهان‌شناس بریتانیایی است که کارهای علمی اش سابقه‌ای بیش از چهل سال دارد. کتاب‌ها و همایش‌هایش او را به یک چهرهٔ محبوب تبدیل کرده است. در حال حاضر، او عضو جامعهٔ سلطنتی هنر، یک عضو ثابت جامعهٔ اسقفان دانشمند و در سال ۲۰۰۹ میلادی دریافت کننده مدال آزادی ریاست جمهوری امریکا است.
هاوکینگ برای سی سال پرفسور لوکازیون ریاضیات در دانشگاه کمبریج بود، از سال ۱۹۷۹ میلادی تا یکم اکتبر ۲۰۰۹. او به خاطر کاری‌های که در زمینهٔ کیهان‌شناسی و جاذبه کوانتوم انجام داده است، به ویژه در زمینهٔ سیاه چاله شناخته شده است. او همچنین موفقیتی در کار کردن بشان که با رکوردی ۲۳۷ هفته‌ای به عنوان پرفروش‌ترین کتاب در بریتانیا باقی ماند باعث شهرتش شد. هاوکینگ مبتلا به بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک است، وضعیتی که پس از سالها، پیشرفت بیماری در بدنش او را به صورت یک فلج کامل درآورده است.
محتویات
زمینه‌های پژوهشیینهٔ پژوهشی اصلی وی کیهان‌شناسی و گرانش کوانتومی است. از مهم‌ترین دستاوردهای وی مقاله‌ای است که به رابطهٔ سیاه‌چاله‌ها و قانون‌های ترمودینامیک می‌پردازد. او نشان میدهد که سیاه‌چاله‌ها بعد از مدتی به وسیلهٔ زوج‌های ذرات مجازی که در افق رویداد (event horizon) آن تشکیل میشود، نابود می‌شوند که همین زوج ذرات پیشبینی می‌کند که سیاه چاله‌ها باید امواجی از خود تابش کنند، که امروزه این امواج به نام تابش هاوکینگ ( و گاهی تابش بِکستِین-هاوکینگ ) خوانده می‌شوند.
مقالهٔ مشترک استیون هاوکینگ و پنروز که در سال ۱۹۷۰ منتشر شد و ثابت میکرد که اگر نسبیت عام درست باشد و جهان دارای آن مقدار ماده که مشاهده می‌کنیم باشد، باید تکینگی انفجار بزرگ در گذشته رخ داده باشد او با کیپ ثورن درباره اینکه ماکیان ایکس یک سیاهچاله نیست یک شرط‌بندی علمی داشته‌است
علمیوی می‌گوید: تفاوت میان گذشته و آینده از کجا ناشی میشود؟ قوانین علم میان گذشته و آینده تمایزی قایل نمی‌شود، بااین حال در زندگی عادی تفاوتی عظیم میان گذشته و آینده وجود دارد. ممکن است ببینید یک فنجان از روی میز به زمین بیفتد و تکه تکه شود اما هرگز شاهد آن نخواهید بود که فنجان تکه‌های خود را جمع کند و به بالا بپرد و بر روی میز برگردد. افزایش بی‌نظمی یا به اصطلاح آن آنتروپی چیزی است که گذشته را از آینده متمایز می‌کند و به زمان جهت میدهد. هاوکینگ زمانی عقیده داشت که گسترش جهان هستی متوقف و جهان دوباره جمع میشود. او بعدها گفت که اشتباه می‌کرده است.
ناتوانی جسمی
 استیون هاوکینگ در ژانویه ۱۹۶۳ و در آغاز بیست و یک سالگی، به دنبال احساس ناراحتی در عضله‌های دست و پا به بیمارستان مراجعه کرد. آزمایش‌هایی که روی او انجام گرفت علائم بیماری بسیار نادر و درمان ناپذیری را نشان داد. این بیماری که به نام اسکلروز جانبی آمیوتروفیک یا ALS شناخته میشود بخشی از نخاع و مغز و سیستم عصبی را مورد حمله قرار میدهد و به تدریج اعصاب حرکتی بدن را از بین می‌برد و با تضعیف ماهیچه‌ها فلج عمومی ایجاد می‌کند بطوریکه بمرور توانایی هرگونه حرکتی از شخص سلب میشود. معمولاً مبتلایان به این بیماری بی‌درمان مدت زیادی زنده نمی‌مانند و این مدت برای استیون بین دو تا سه سال پیشبینی شده بود. پس از این اتفاق، استیون هاوکینگ دچار ناراحتی و افسردگی شد و همهٔ آرزوهای خود، مانند تحصیل در دورهٔ دکترا را از دست رفته می‌دید. به اتاقی که در دانشگاه داشت پناه برد و در تنهایی ساعتها متفکر و بی‌حرکت ماند. خودش بعدها تعریف کرده‌است که آن شب دچار کابوسی شد و در خواب دید که محکوم به اعدام شده‌است و او را برای اجرای حکم می‌برند و در آن موقعیت حس کرد که هر لحظه زندگی چقدر برایش ارزشمند است. بعد از بیداری به یاد آورد که در بیمارستان با یک جوان مبتلا به بیماری سرطان خون هم اتاق بوده و او از فرط درد چه فریادهایی می‌کشید. پس خود را قانع کرد که اگر به بیماری درمان‌ناپذیری مبتلااست لااقل درد نمی‌کشد. بعلاوه طبع لجوج و نقّاد اوکه هیچ چیز را به آسانی نمی‌پذیرفت هشدار داد که از کجا معلوم که پیش بینی پزشکان درست از کار در بیاید. اما آنچه به او قوت قلب و اعتماد به نفس بیشتری برای مبارزه با ناامیدی و بدبینی داد آشناییش در همان ایام با دختری به نام (جین وایلد) بود که بعدها همسرش شد. جین دانشجوی دانشگاه لندن بود اما تحت تأثیر هوش فوق‌العاده و شخصیت استثنایی استیون چنان مجذوب او شده بود که هر هفته به سراغش می‌آمد و ساعتی را به گفتگوی با او می‌گذرانید. آنها پس از چندی رسما نامزد شدند و استیون تحصیلات دانشگاهی اش را از سر گرفت زیرا برای ازدواج با جین می‌بایست هرچه زودتر دکترای خود را بگیرد و کار مناسبی پیدا کند. و او طی دو سال با اشتیاق و پشتکار این برنامه را عملی کرد در حالیکه رشد بیماری را در عضلاتش شاهد بود و ابتدا به کمک یک عصا و سپس دو عصا راه می‌رفت. ازدواجش با جین در سال ۱۹۶۵ صورت گرفت و او چنان غرق امید و شادی بود که به پیش بینی دو سال پیش پزشکان در مورد مرگ قریب الوقوعش نمی‌اندیشید. پروفسور استیون هاوکینگ اکنون ۶۹ سال دارد.
 از اواخر دهه ۶۰ برای نقل مکان از صندلی چرخدار استفاده می‌کند و قدرت تحرک از همه اجزای بدنش بجز دو انگشت دست چپش سلب شده‌است. با این دو انگشت او می‌تواند دکمه‌های رایانه بسیار پیشرفته‌ای را فشار دهد که اختصاصأ برای او ساخته‌اند و بجایش حرف می‌زند و رابطه اش را با دنیای خارج برقرار می‌کند زیرااستیون از سال ۱۹۸۵ قدرت گویایی خود را هم ازدست داده‌است. در آن سال او پس از بازگشت از سفری به گرد جهان برای مدتی در ژنو بسر می‌برد که مرکز پژوهشهای هسته‌ای اروپاست و دانشمندان این مرکز جلسات مشاوره‌ای با او داشتند. یک شب که استیون هاوکینگ تا دیر وقت مشغول کار بود ناگهان راه نفس کشیدنش گرفت و صورتش کبود شد بیدرنگ او را به بیمارستان رساندند و تحت معالجات اضطراری قرار دادند. معمولاً مبتلایان به بیماری ALS در مقابل سینه پهلو حساسیت شدیدی دارند و در صورت ابتلای به آن می‌میرند که این خطر برای استیون هاوکینگ هم پیش آمده بود و گرفتن راه تنفس او ناشی از سینه پهلو بود. پس از چند روز بستری بودن در بخش مراقبتهای ویژه بیمارستان سرانجام با اجازه همسرش تصمیم گرفته شد که با عمل جراحی مخصوص مجرای تنفس او را باز کنند اما در نتیجه این عمل صدای خود را برای همیشه از دست می‌داد. عمل جراحی با موفقیت صورت گرفت و بار دیگر استیون از خطر مرگ جست. هر چند قدرت گویایی خود را از دست داد، با جایگزینی رایانه مخصوص سخنگو ارتباط او با اطرافیانش حتی بهتر از سابق شد زیرا قبلا بعلت ضعف عضلات صوتی با دشواری و نارسایی زیاد صحبت میکرد. برنامه ریزی این دستگاه شامل سه هزار کلمه‌است و هر بار که استیون بخواهد سخنی بگوید می‌بایست با انتخاب کلمات و فشردن دکمه‌های رایانه به کمک دو انگشتش که هنوز کار می‌کنند جمله مورد نظرش را بسازد و صدای مصنوعی به جای او حرف می‌زند. البته اینگونه سخنگویی ماشینی طولانی تر است اما خود استیون که هرگز خوشبینی اش را از دست نمی‌دهد عقیده دارد که به او وقت بیشتری میدهد برای اندیشیدن آنچه می‌خواهد بگوید و سبب میشود که هرگز نسنجیده حرف نزند. جین و استیون تا سال ۱۹۹۰ به هم زندگی می‌کردند. در این زمان در طول یک نیمسال تحصیلی جین در کمبریج ماند و استیون به همراه پرستارش الن میسون در بیرون کمبریج زندگی می‌کردند. در پایان نیمسال کار جین و استیون به جدایی انجامید و سپس استیون و الن به آپارتمان جدیدی اسباب‌کشی کردند. الن در این زمان هنوز همسر قانونی دیوید میسون، سازنده نخستین دستگاه گویا برای استیون، بود.[۲] این ازدواج نیز در سال ۲۰۰۶ با طلاق خاتمه یافت.
باورهای دینیهاوکینگ در آثار اولیه خود به وجود خدا اشاره می کند برای مثال در کتاب پرفروش تاریخچه مختصر زمان می نویسد: «اگر ما بتوانیم فرضيه های لازم برای توضيح هر پديده و ماده موجود در هستی را کشف کنیم این کشف، یک پیروزی نهایی برای خرد انسانی است برای اینکه ما می توانیم فکر خدا را بخوانیم.» [۳] اما بعدها در کتاب طرح عظیم به این موضوع اشاره می کند که برای توضیح عالم هستی نیازی به یک آفریدگار نیست. البته برخی از دانشمندان دیدگاه های وی را تفسیر شخصی دانسته اند و معتقدند که هاوکینگ بعنوان یک دانشمند نمی تواند وجود یا عدم وجود خدا را اثبات کند.[
آثارهمچنین بنگرید به رده کتابهای استیون هاوکینگ در ژوئن ۲۰۰۶، وی که برای یک سخنرانی به هنگ‌کنگ سفر کرده بود، اعلام کرد که تصمیم دارد به همراه دختر خردسالش، لوسی، کتابی علمی برای کودکان بنویسد. لوسی هاوکینگ گفت : «[این کتاب] داستانی است برای کودکان که در آن شگفتی‌های گیتی شرح داده میشود.»[۵] این کتاب هم مدتی پیش با نام دریچه ای به سوی کیهان در ایران ترجمه و چاپ شد. همچنین جلد دوم این کتاب با نام گنجینه کیهانی توسط مترجمین گروه قبلی چاپ شده است.[۶]
این فهرست کامل آثار هاوکینگ نیست و تنها مشهورترین آثار او را شامل میشود. برای فهرست کامل آثار مراجعه کنید به فهرست تمام آثار استیون هاوکینگ
ادامه مطلب ... استونهنج در جنوب انگلستان، یکی از بناهای بزرگ سنگی است که توسط مردم باستان در اروپا ساخته شده‌است. سازندگان استون هنج، از سال ۳۱۰۰ پیش از میلاد، سنگهای این بنا را به شکل چند دایره تو در تو، در مکان فعلی آن کار گذاشتند. احتمالاً از این دایره‌های سنگی برای مشاهده حرکات خورشید، ماه و ستارگان که در آن زمان طی مراسم مذهبی مورد پرستش قرار می‌گرفتند، استفاده می‌شده‌است. سنگهایی شبیه به آنچه که در این بنا به کار رفته، در مناطق دیگر مانند کارناک فرانسه و نیوگرنج ایرلند، یافت شده‌است.
ساخت استون هنجچه کسی می‌داند که استون هنج دقیقا چگونه ساخته شده‌است. سنگهایی بزرگی، که تا ۵۰ تن وزن داشتند روی غلطکها به وسیله گروهی از مردان، کشیده شده وبه محل آورده می‌شدند. وقتی سنگها به محل می‌رسیدند، با استفاده از طناب و در صورت لزوم با ایجاد سراشیبی خاکی، آنها را در حالت ایستاده قرار می‌دادند.
تفسیر استون هنجبسیاری از متخصصان بر این باورند که این حلقه بزرگ سنگی در استون هنج برای نظارت و همچنین به عنوان معبدی برای ستایش کردن به کار می‌رفته‌است. آنها به خاطر وضعیت قرار گرفتن سنگ بزرگ به نام «سنگ هیل» (سنگ پاشنه) که ۶ متر ۲۰ پاارتفاع دارد و ۳۵ تن وزن آن است، بر این باور هستند. هنگامی که در زمان تغییر تابستان ۲۲ ژوئن، طولانی‌ترین روز سال، خورشید طلوع می‌کند، به سنگ هیل می‌تابد و یک سایه بلند بوجود می‌آید که تدریجاً از مرکز بنا عبور می‌کند. این امر ثابت می‌کند که استون هنج بر اساس دستورات نجومی ساخته شده‌است و اهداف مذهبی داشته‌است. در سال 1960، منجم آمریکایی جرالد هاوکینگ چنین نظر داد که استونهنج، یک رصدخانه و تقویم پیچیده‌ای بود. تفاسیر نجومی استونهنج با وجود بی دقتی هایی که دارد هنوز هم محبوب مانده است. بسیاری از محققین حدس می‌زنند افرادی که استونهنج و جاهای دیگر را ساخته اند دانسته‌های ریاضی را که برای پیش گویی بسیاری از وقایعی که در نظریه جرالد هاوکینگ موجود است بدست آورده بودند.[۱] تاریخ استون هنجقصه گویان می‌گفتند مارلین جادوگر سنگها را در زمان شاه آرتور افسانه‌ای قرن پنجم میلادی از ایرلند به استون آورده‌است. امروزه متخصصان پی برده‌اند که قدمت استون هنج بسیار بیشتر از تاریخ فوق است. این بنا در سه مرحله ساخته شده‌است که تقریباً آغاز بنای آن از سال ۳۱۰۰ قبل از میلاد بوده‌است. این مسئله ثابت می‌کند که استون هنج از اهرام مصر هم قدیمی تر است.
مراحل اول و دوماولین مرحله شامل هنج، یک کانال گرد با یک ساحل خاکی در درون آن بود. تقریباً یک هزار سال پیش، در طول مرحله دوم، کارگران دو حلقه متحد المرکز از سنگها را در مرکز بنای اصلی بلند کردند. احتمالاً برای آن از ۸۰ قطعه سنگ آتشفشانی باریک، به نام سنگ آبی استفاده نمودند. آنها بیشتر از کریستالهای سنگ چخماق تشکیل می‌شدند و به نظر می‌رسد آنها را از معادن کوه‌های پرسلی در دایفد، و از به آنجا آورده باشند. فاصله این منطقه تا استون هنج ۲۱۷ کیلومتر ۱۳۵ مایل است. احتمالاً یک تیم از کارگران سنگهای ۵/۴ تنی را به‌وسیله قایق در بیشتر طول راه حمل کرده‌اند. احتمالاً سپس آن سنگها را به ساحل کشیده‌اند. مرحله سومسومین مرحله از ساخت این بنا در سال ۲۰۰۰ قبل از میلاد شروع شد. سنگهای آبی با ۸۰ قطعه سنگهای سیاه بزرگ مرکزی به نام «سارسین» تعویض شدند. اینها همان سنگهای معروف هستند که امروزه هم دیده می‌شوند. این سنگها از ناحیه اطراف مارل بورو داون به آنجا آورده شدند، اما حمل آنها هم حتی مشکلتر از سنگهای آبی بود. وزن آنها تا ۵۶ تن می‌رسید و هر کدام را باید به‌وسیله گروهی از مردان روی زمین می‌کشیدند. بیشتر سنگهای سارسین به شکل یک حلقه در کنار هم چیده شدند. پنج «تریلیتون» نیز در داخل حلقه قرار گرفتند که از ۲ سنگ ایستاده که روی آنها یک سنگ افقی قرار می‌گرفت، تشکیل می‌شدند. امروزه فقط ۳ تریلیتون باقی مانده‌است.
حقایق ثبت شدهحرکت دادن سنگهای عظیم الجثه به محل استقرارشان، یک کار بسیار عظیم بود. یک مطالعه نشان میدهد که یک هزار نفر در مدت ۳ هفته می‌توانستند فقط یک قطعه را به استون هنج حمل کنند. حتی با استفاده از چنین نیروی کار عظیمی، ساخت قسمت مرکزی بنا بیش از ده سال طول می‌کشید. همچنین خرسنگ هایی نظیر استون هنج در شمال انگلستان موسوم به دایرهٔ سویین ساید که در طی قرن‌ها در زمین فرو رفته اند و دایرهٔ کالانیش یافت میشود و به علاوه خرسنگ‌های عمودی باشکوهی در میان دشت آدبری که نماد جنس مذکر و مونثند نیز موجود است. بعضی براین باورند که این خرسنگ‌ها خاصیت شفادهندگی نیز دارند، مثلا کودکان بیمار را از میان سوراخ‌های واقع در خرسنگ‌های دایره‌ای شکل واقع در کورن وال عبور میدهند و گفته میشود عده‌ای از این سنگها نشان دهندهٔ کانالهای نیرو در زمین نیز هستند. ادامه مطلب ... مکانیک همیلتونی یا مکانیک هامیلتونی فورمول‌بندی دوباره و نمایش جدیدی‌ست از مکانیک کلاسیک. مکانیک همیلتونی در سال ۱۸۳۳ (م) توسّط ویلیام همیلتون و درپی پیدایش مکانیک لاگرانژی به‌وجود آمد، که خود آن فورمول‌بندی مجدّد ولی قدیمی‌تری‌ست از مکانیک قدیم. انگیزه‌ها و علل علمی اینگونه نمایش‌های پیاپی دانش فیزیک و مکانیک در قرون 18 و 19 میلادی را باید در تاریخ و فلسفهٔ علوم و به‌ویژه، در چگونگی آماده‌شدن زمینه‌ها برای تولّد مکانیک کوانتومی در اواخر سدهٔ نوزدهم جستجو نمود.این صورت تازه‌تر از مکانیک کلاسیک، امکان آن را به‌دست میدهد که (همانند حالت مکانیک لاگرانژی) بتوانیم معادله حرکت ذرّات را بدون اعتنا به نیروهای وارده برآنها و هندسهٔ پیچیدهٔ سیستم حاکم بر بعضی از آنها به‌دست آوریم. (مقایسه شود با مکانیک نیوتونی) برای رسیدن به این فرمولبندی از طریق مکانیک لاگرانژی ما از تعریف «اندازه حرکت (مومنتوم) مزدوج»[۱] استفاده می‌کنیم، که به صورت زیر است:
در اینجا L تابع لاگرانژی نام دارد. و معادله‌های حرکتی همیلتونی که معادل با معادله لاگرانژی به عبارتی معادله حرکتی نیوتونی ( فرمولبندی همیلتونی، راهی است برای گذر از فیزیک کلاسیک و فرمولبندی ریاضی مکانیک کوانتومی که توسط هایزنبرگ انجام شد. به طور خلاصه برای گذار از مکانیک کلاسیک به مکانیک کوانتومی کافی‌است که براکت پواسُن را تبدیل به عمل‌گر جابجایی هایزنبرگ بکنیم. ساده‌ترین راه برای درک این موضوع از طریق معادلات همیلتون-ژاکوبی است مکانیک لاگرانژی فورمول‌بندی و نمایش دوباره‌ای‌ست از مکانیک کلاسیک توسط ژوزف لویس لاگرانژ (در 1788 م) که بر اساس کمینه‌سازی یک کنش (Action) استوار ست.( ) بنا به تعریف، انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل است. یعنی داریم:
در این جا، تکامل سیستم از حالتی به حالت دیگر به نحوی صورت میگیرد که انتگرال لاگرانژی کمینه شود. مثلاً، در ساده‌ترین حالت، کُنشِ مکان یک ذره در مکانیک کلاسیک با توجیهی لاگرانژی به صورت زیر نوشته میشود:
در اینجا x خود تابعی از زمان است. x = x(t). کمینه‌کردن کمیت S منجر به معادلاتی میشود که اصطلاحاً به آنها معادلات اولر-لاگرانژ می‌گویند:
که میشود:
که همان قانون دوم نیوتن است. همانطور که می‌دانیم، دسترسی کلاسیک به مکانیک کوانتومی از طریق مکانیک همیلتونی صورت می‌پذرید. از طرف دیگر ریچارد فاینمن موفق شد از طریق مکانیک لاگرانژی به دسترسی مدرن‌تری به سوی مکانیک کوانتومی دست یابد که این دسترسی مدرن از طریق انتگرال مسیر فاینمن (یا انتگرال تابعی) امکان‌پذیر است. مکانیک کلاسیک یا مکانیک نیوتنی یکی از قدیمیترین و آشناترین شاخه‌های فیزیک است. این شاخه با اجسام در حال سکون و حرکت، تحت تأثیر نیروهای داخلی و خارجی، سرو کار دارد. قوانین مکانیک به تمام گستره اجسام، اعم از میکروسکوپی یا ماکروسکوپی، از قبیل الکترونها در اتمها و سیارات در فضا یا حتی به کهکشان‌ها در بخش‌های دور دست جهان اعمال میشود. محتویات
مکانیک نیوتنی آخرین فردی که اندیشه‌هایش بر نیوتن و فرمول بندی مکانیک کلاسیک تاثیر عمیق داشت، دکارت بود با این وجود نظرات تمام کارهای دکارت در زمینه فیزیک حالت توصیفی داشت اما همین مسائل توصیفی نیز به شدت با فیزیک ارسطویی در تضاد بود به همین دلیل نخست مکانیک گالیله‌ای بیان کرده و آنگاه فیزیک دکارتی آورده شده است تا با مقایسهٔ آنها با کارهای نیوتن، ارزش و اهمیت کار نیوتن بهتر مشخص شود مکانیک گالیله‌ای
پس از کپرنیک و کپلر که در نجوم تحولات را آغاز کردند، گالیله مسئولیت انتقال تاریخی از نجوم به فیزیک را به عهده گرفت گالیله از جاذبه مطرح شده در قانون سوم کپلر جاذبه و شتاب را استنتاج کرد که از یک سو به حرکت غیر دایروی و سرعت نایکنواخت اجرام سماوی باز می گشت و از سوی دیگر به چند و چون سقوط اجسام در زمین ارتباط داشت. یک طرف نجوم و طرف دیگر قوانین فیزیک. تعریف " شتاب یعنی تغییر سرعت در مقدار و یا جهت " شیرازه نظریه گالیله بود که به نظر متاخرین در این باب متفاوت بود. نظریه قدما می‌گفت که حرکت طبیعی اجسام سماوی دایره است و حرکت اجسام زمینی خط مستقیم و اگر جسم زمینی را به حال خود بگذاریم کم کم خواهد ایستاد. گالیله اما می‌گفت که هر جسمی فارغ از سماوی یا زمینی اگر نیروی خارجی بر آن اعمال نشود در حرکت مستقیم خود با سرعت ثابت ادامه خواهد داد و نیروی اعمالی می‌تواند در راستا و یا در سرعت آن جسم تغییر حاصل کند که در هر دو صورت شتاب نامیده میشود. همچنین او قانون شتاب را کشف کرد و آن مثال معروف سقوط پر و گلوله در خلاء در اثبات همین موضوع است. او در این مورد دست به یک تصور علمی زد و فرض کرد که اگر بتوان ستونی بدون هوا ایجاد کرد این دو جسم در یک زمان و با یک سرعت به زمین خواهند رسید. این امر محقق نشد مگر زمانی که در تاریخ ۱۶۵۴ ماشین تخلیه هوا اختراع شد و صحت نظر گالیله تائید شد. در همان زمان این امکان نیز به وجود آمد تا شتاب جاذبه زمین اندازه گیری شود. او قوانین حرکت پرتابی را که اکنون به عنوان یک مسئله کلاسیک در دبیرستان‌ها تدریس میشود را نیز کشف کرد دکارت و مفهوم حرکتدر باب فیزک دکارت و مفهوم حرکت از دیدگاه او کمتر سخن گفته اند. گویی فیزیک دکارت با آنهمه اهمیت و تاثیرش بر آراء اندیشمندان بزرگی همچون ایزاک نیوتن در مقابل دیگر افکار او همچون تصورات فطری و دوگانه انگاری ذهن - کمتر مورد توجه بوده است فیزیک و شالوده‌های آن نزد دکارت نقشی محوری داشتند. هر چند امروزه احتمالاً او را بیشتر با مابعدالطبیعه ذهن و بدن یا برنامه و روش معرفت‌شناسی اش می‌شناسند. در قرن هفدهم میلادی لااقل به یک اندازه، فیزیک مکانیکی و مکانیک جهان هندسی در حرکت که نقش بسیاری در مقبولیت او نزد اندیشمندان معاصرش داشت، شناخته شده بود پیش زمینه‌های تاریخدکارت در جریان مخالفت با فلسفه مدرسی به هیچ وجه تنها نبود آنزمان که دکارت در مدرسه فیزیک می‌آموخت حملات متعددی اندیشه‌های مختلف فلسفه طبیعی ارسطو را هدف قرار می‌داد . اما مهم‌ترین امر در فهم فیزیک دکارت مسئله احیاء اتمیسم سنتی بود. در برابر دیدگاه ارسطویی، اتمیستهای سنتی از جمله دموکریتوس, اپیکور، و لوکرسیوس سعی می‌کردند تا رفتار ویژه اجسام را نه بر حسب صورتهای جوهری، بلکه بر حسب اندازه، شکل و حرکت اجسام کوچکتری بنام اتم تبیین نمایند. اتمهایی که در فضای خالی به حرکت واداشته شده اند . در قرن شانزدهم در باب اندیشه اتمیستی به طور گسترده‌ای بحث می‌شد. بطوریکه در اوایل قرن هفدهم می‌توان تعداد قابل توجهی از طرفداران آن از جمله نیکولاس هیل، سباستین باسو, فرانسیس بیکن، و گالیلو گالیله را نام برد . پس از تمام اینها، فیزیک دکارت نقطه پایانی بر این مباحث گذاشت که کاملا با جهان اتمیستها بیگانه بود. دکارت اعتقاد به وجود اتمهای جدا از هم و فضاهای خالی را که مشخصه فیزیک اتمیستی بود کنار گذاشت. جسم و امتدادفلسفه طبیعی دکارت با مفهوم جسم آغاز میشود. البته امتداد، ذاتی جسم یا جوهر جسمانی است. یا آنگونه که در " اصول " اصطلاح فنی آنرا بکار میگیرد، امتداد صفت اصلی جوهر جسمانی است . از نگاه دکارت، همچون دیگر بزرگان، علم ما به جواهر نه بصورت مستقیم بلکه از طریق عوارض، صفات و کیفیات، و . . . آنها ست . به همین دلیل در " اصول " می‌نویسد: " گرچه هر صفتی برای اینکه شناختی از جوهر به ما بدهد به تنهایی کافی است، اما همین یک صفت در جوهر هست که طبیعت و ذات جوهر را تشکیل میدهد و همه صفات دیگر تابع آن است . مقصود من امتداد در طول و عرض و عمق است که تشکیل دهنده طبیعت جوهر جسمانی است یا اندیشه که تشکیل دهنده طبیعت جوهر اندیشنده است . زیرا همه صفات دیگری که به جسم نسبت دارد منوط به امتداد و تابعی از آن است . و نیز . . . " این ویژگی خاص، امتداد برای جسم و اندیشه برای نفس است . همه دیگر تصورات و مفاهیم به این صفت خاص باز می‌گردند .تا آنجا که بواسطه صور امتداد است که ما اندازه، شکل و حرکت و دیگر صفات جسم را درک می‌کنیم . و همینطور به واسطه مفهوم اندیشه یا فکر است که قادر به درک اندیشه‌های خاص خود هستیم . تصور امتداد بسیار نزدیک به تصور جوهر جسمانی است، بطوریکه دکارت اذعان می‌دارد که ما قادر به درک مفهوم این جوهر فارغ از صفت اصلی آن نیستیم . دکارت در" اصول " اینگونه می‌نویسد: " تصور جوهر جسمانی بصورتی متمایز از کمیت خویش، تصوری مبهم از یک چیز غیر جسمانی است . گرچه بعضی این موضوع را به نحو دیگری بیان می‌کنند، اما من در هر حال فکر می کنم که نحوه تلقی آنها غیر از آن چیزی باشد که هم اکنون گفتم . زیرا وقتی جوهر را از امتداد و کمیت انتزاع می‌کنند، یا مقصودشان از جوهر لفظی است که دلالت بر چیزی ندارد یا تقریباً تصور مبهمی از جوهری غیرجسمانی در ذهن خود دارند که آن را بغلط به جسم نسبت میدهند و تصور حقیقی خود را از آن جوهر جسمانی به امتداد معطوف می‌کنند که در عین حال از نظر آنان عرض نامیده میشود . بنابراین می‌توان بسهولت دریافت که الفاظ آنها با افکارشان مطابقت ندارد." دکارت به حرکات، حالات و اشکال که اجسام می‌توانند دارای آنها باشند، قائل می‌گردد. بدین ترتیب، رنگها، مزه‌ها، گرما و سرما در واقع در اجسام وجود ندارند بلکه آنها تنها در ذهنی که آنها را ادراک می‌کند موجود اند . البته مهم است که بدانیم آن هنگام که دکارت ذات یا جوهر جسم را امتداد انگاشت، قائل به جوهر به آن دقتی که مدرسیان معاصرش قائل بودند، نبود . خلاصه اینکه تمایز میان یک جوهر و عوارض آن در مابعدالطبیعه مدرسی یک اصل است. ( مثلاً، انسان ذاتاً یک حیوان ناطق است که با از دست دادن هرکدام از صفات حیوان یا ناطق دیگر انسان نیست )؛ اما عوارض غیر ذاتی - نسبت کاملاً متفاوتی با جوهر دارند، بطوریکه با از بین رفتن آنها تغییری در طبیعت جوهر رخ نمی‌دهد . حال، بعضی از آن عوارض مجموعه‌ای از آن چیزهایی هستند که تنها در انسان یافت میشود . نزد دکارت تمام عوارض یک جوهر جسمانی باید بوسیله ذاتشان که همان امتداد است فهمیده شوند . هیچ چیز در جسم وجود ندارد که توسط ویژگی ذاتی امتداد قابل درک نباشد . بدین ترتیب اجسام دکارتی، اجسامی هندسی هستند که در خارج از ذهنی که آنها را ادراک می‌کند وجود دارند حرکت
حرکت در فیزیک دکارت امری کاملاً تعیین کننده است. همه آنچه درجسم وجود دارد امتداد است، و تنها طریق برای اینکه جسمی از جسم دگر قابل تفکیک جلوه کند، حرکت است . بدین ترتیب، آنچه باعث تعین اندازه و شکل اجسام منفرد می‌گردد حرکت است و بدینسان حرکت، محوری‌ترین اصل تبیینی در فیزیک دکارت است . باید توجه داشت که نظریه هندسی جسم به عنوان امتداد، ذاتاً جهانی ایستا را بر ما عرضه می‌دارد. اما واضح است که حرکت یک واقعیت است، و ماهیت آن را باید بررسی کرد . با این همه، ما باید فقط حرکت مکانی را بررسی کنیم . زیرا دکارت تصریح می‌کند که هیچ نوع دیگری از حرکت برای او قابل تصور نیست. در عرف عام، حرکت " عملی است که با آن جسمی ازمکانی به مکانی دیگر عبور می‌کند " و در مورد یک جسم مفروض می‌توانیم بگوییم که این جسم، بر حسب نقاط مرجعی که اختیار می‌کنیم، در عین حال هم متحرک است و هم غیر متحرک . کسی که کشتی متحرکی سوار است نسبت به ساحلی که آن را ترک گفته است متحرک است، ولی در عین حال نسبت به اجزاء کشتی در حالت سکون است . حرکت به معنای اخص عبارت است از " انتقال یک جزء ماده یا یک جسم از مجاورت اجسامی که در تماس مستقیم با آن اندو ما آنها را در حال سکون تلقی می‌کنیم، به مجاورت اجسام دیگر در این تعریف تعبیرات " جزء ماده " و " جسم " را باید به معنای چیزی گرفت که در معرض حرکت انتقالی واقع میشود، ولو اینکه مرکب از اجزاء کثیری باشد که دارای حرکات خاص خویش اند و کلمه " حرکت انتقالی " را باید مبین این معنی دانست که حرکت در جسم مادی است و نه در فاعلی که آن را حرکت میدهد . حرکت و سکون صرفاً حالات مختلف یک جسم اند . به علاوه تعریف حرکت به عنوان حرکت انتقالی جسمی از مجاورت اجسام دیگر متضمن این معنی است که شیء متحرک فقط یک حرکت می‌تواند داشته باشد؛ در حالی که اگر از کلمه " مکان " استفاده می‌شد، می‌توانستیم به یک جسم واحد حرکات متعددی نسبت دهیم، زیرا مکان را می‌توان نسبت به نقاط مرجع متفاوتی لحاظ کردبالاخره در تعریف، کلمات " و ما آنها را در حالت سکون تلقی می‌کنیم " معنای کلمات " اجسامی که در تماس مستقیم با آن اند " را محدود می‌کند دکارت جهت زدودن ابهام از چهره حرکت مدرسی دست به تعریف دقیق خود از حرکت می‌زند. او با توجه به وضوح مفهوم عرفی حرکت، آنرا هندسی لحاظ می‌کند تا از گرفتار شدن در کلاف تعاریف گمراه کننده مدرسی بپرهیزد . بعدها دکارت در " اصول " با کوشش در نظام مند نمودن اندیشه اش سعی می‌کند به مفهوم حرکت، با توجه به تعریفی که نزد عوام بکار می‌رود روشنی ببخشد: " اما حرکت ( یعنی حرکت مکانی، زیرا من حرکت دیگری نمی‌توانم تصور کنم و گمان نمی کنم بتوان حرکت دیگری در طبیعت تصور کرد ) به معنی معمولی کلمه چیزی نیست جز عملی که جسم با آن از مکان به مکان دیگر می‌رود . " دکارت تعریف دیگری از حرکت را جهت روشنایی بخشیدن به مفهوم مکان پیشنهاد می‌کند . در " اصول " اصل 25 می‌نویسد : " اما اگر عادت عمومی را رها کنیم و به حقیقت ماده توجه کنیم اجازه دهید ببینیم بر اساس حقیقت شیء از حرکت چه می‌توان فهمید . برای اینکه طبیعت مشخص حرکت را تعیین کنیم، می‌توان گفت حرکت عبارت است از: انتقال جزئی از ماده یا از یک جسم از کنار اجسامی که بدون فاصله با آن اتصال دارند و ما آنها را در سکون تلقی می کنیم به کنار اجسام دیگر . مقصود من از " یک جسم " یا " جزئی از ماده " تمام آن چیزی است که یکجا و بر روی هم تغییر مکان میدهد؛ گر چه ممکن است این جسم خود مرکب از اجزاء بسیاری باشد که فی نفسه حرکات دیگری داشته باشند . من این عمل را انتقال مینامم نه نیرو یا فعلی که انتقال میدهد، تا نشان دهم که حرکت همیشه در شیء متحرک است نه در محرک . زیرا به نظر من این دو دقیقاً از هم تفکیک نشده اند . علاوه بر این، من چنین درک می کنم که حرکت حالتی از شیء متحرک است و نه یک جوهر؛ درست همانطور که شکل حالتی از شیء متشکل و از اصل سکون حالتی از شیء ساکن است . مدت و زمان تصور زمان با تصور حرکت ارتباط دارد . ولی ما باید تمایزی میان زمان و مدت قائل شویم . مدت حالتی از شیء به لحاظ دوام وجود آن اعتبار میشود . ولی زمان که به عنوان مقدار حرکت وصف میشود از مدت به معنای عام متمایز است . " ولی برای اینکه مدت همه اشیاء را تحت ضابطه و ملاک واحدی ادراک کنیم، معمولاً مدت آنها را با مدت بزرگ‌ترین و منظم‌ترین حرکات، یعنی حرکاتی که علت پیدایش سالها و روزهاست، مقایسه می کنیم، و از اینها به زمان تعبیر می کنیم . بنابراین زمان چیزی را به مفهوم مدت، به معنای عام، اضافه نمی‌کند، بلکه به نحوه‌ای از فکر یا اعتبار ذهن است " . بنابر این دکارت می‌تواند بگوید که زمان فقط نحوه‌ای از فکر یا اعتبار ذهن است و یا، چنانکه در " اصول " می‌آید , " فقط نحوه‌ای از اعتبار این مدت است . " اشیاء مدت یا دوام دارند، ولی می‌توانیم به وسیله مقایسه‌ای این مدت‌ها را در ذهن اعتبار کنیم و در آن صورت ما تصور زمان را داریم، که مقدار مشترک مدتهای مختلف است پس در عالم مادی جوهر جسمانی را داریم، که آن را امتداد حرکت می دانیم، اما چنانکه قبلاً ملاحظه شد، اگر نظریه هندسی جوهر جسمانی را فی نفسه اعتبار کنیم، به تصور یک عالم ایستا میرسیم زیرا تصور امتداد فی نفسه مستلزم تصور حرکت نیست . بنابراین، حرکت بالضروره به عنوان امری زائد بر جوهر جسم مینماید . و در واقع حرکت در نظر دکارت حالتی از جسم است . بنابراین، باید درباره منشا حرکت تحقیق کرد . و در این مرحله، دکارت تصور خداوند و فاعلیت الهی را به میان می‌کشد . زیرا خداوند اولین علت حرکت در عالم است به علاوه، او مقدار متساوی و ثابتی از حرکت را در عالم حفظ می‌کند، به نحوی که هر چند نقل و انتقالی در حرکت واقع میشود، مقدار کلی آن ثابت باقی می ماند . " به نظر من واضح است که کسی غیر از خداوند نیست که با قدرت کامله خویش ماده را با حرکت و سکون اجزای آن خلق کرده باشد، و با مشیت بالغه خویش هم اکنون در عالم همان قدر حرکت و سکونی را که به هنگام خلق آن ایجاد کرده بود، حفظ کند. زیرا هر چند حرکت فقط حالتی از احوال ماده متحرک است، با وجود این ماده مقدار خاصی از حرکت را که هرگز قابل زیادت و نقصان نیست حفظ می‌کند، ولو اینکه در برخی از اجزاء آن گاهی حرکت بیشتر و گاهی حرکت کمتری وجود دارد . . . " . می‌توان گفت که خداوند عالم را با مقدار معینی از نیرو آفریده است، و کل مقدار نیرو در عالم، با آنکه مستمراً از جسمی به جسم دیگر منتقل میشود، ثابت می ماند . در نهایت نباید از نظردور داشت که دکارت در صدد است که بقای مقدار حرکت را از مقدمات مابعدالطبیعی، یعنی، از ملاحظه کمالات الهی، استنتاج کند آیزاک نیوتننیوتن در سال ۱۶۸۷ میلادی "اصول ریاضین فلسفهٔ طبیعی" را به نگارش درآورد. در این کتاب او مفهوم گرانش عمومی را مطرح ساخت و با تشریح قوانین حرکت اجسام، علم مکانیک کلاسیک را پایه گذاشت. نیوتن همچنین در افتخار تکمیل حساب دیفرانسیل با ویلهلم گوتفرید لایبنیتز ریاضیدان آلمانی شریک است. نام نیوتن با انقلاب علمی در اروپا و ارتقاء تئوری خورشید- مرکزی (heliocentrism) پیوند خورده است.او نخستین کسی است که قواعد طبیعی حاکم بر گردشهای زمینی و آسمانی را کشف کرد. وی همچنین توانست برای اثبات قوانین حرکت سیارات کپلر برهان‌های ریاضی بیابد. در جهت بسط قوانین نامبرده، او این جستار را مطرح کرد که مدار اجرام آسمانی ( مانند ستارگان دنباله دار) لزوما بیضوی نیست بلکه می‌تواند هذلولی یا شلجمی نیز باشد. افزون بر اینها، نیوتن پس از آزمایش‌های دقیق دریافت که نور سفید ترکیبی است از تمام رنگ‌های موجود در رنگین‌کمان. در آن دوران دروس دانشکده عموماً بر پایهٔ آموزه‌های ارسطو تنظیم می‌شد ولی نیوتن ترجیح می‌داد که با اندیشه‌های مترقی‌تر فیلسوفان نوگرایی چون دکارت، گالیله، کپرنیک و کپلر آشنا شود. در ۱۶۶۵ میلادی او موفق به کشف قضیهٔ دو جمله‌ای در جبر شد. یافته‌ای که بعدها به ابداع حساب دیفرانسیل انجامید.در سال ۱۶۸۴ میلادی نیوتن که مطالعات خود را دربارهٔ گرانش و چگونگی حرکت سیارات کامل کرده بود، رساله‌ای در این مورد نوشت که بسیار مورد توجه ادموند هالی منجم معروف انگلیسی قرار گرفت. با تشویق و پیگیری او سرانجام نیوتن کتابش را تکمیل و با سرمایه هالی منتشر کرد. کتاب (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) اصول ریاضی فلسفهٔ طبیعی بر جهان علم بویژه فیزیک تأثیری عظیم گذاشت و بعضی آن را بزرگ‌ترین کتاب علمی تاریخ دانسته‌اند. کپلر نتوانسته بود توضیح دهد که چرا مدار سیاره‌ها بیضی است و چه نیرویی آنها را به حرکت در می‌آورد. همچنین مشخص نبود که به چه علت سرعت مداری سیارات وقتی به خورشید نزدیکتر می‌شوند، افزایش می‌یابد.نیوتن در کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعی به تمامی این پرسش‌ها پاسخ گفت. او ثابت کرد که نیروی کشش میان اجسام آسمانی، طبق قانون " عکس مربع" عمل می‌کند یعنی مقدار نیروی گرانش میان خورشید و یک سیاره برابر است با عکس مجذور فاصله میان آن دو. او با تحلیل ریاضی نشان داد که قانون عکس مربع به ناگزیر مسیر حرکت سیاره‌ها را بیضی می‌سازد. آنگاه او گام بلند دیگری برداشت و قانون گرانش عمومی را وضع کرد که به موجب آن هر جسمی در عالم به هر جسم دیگری نیروی کششی وارد می‌کند و مقدار این نیرو با رابطهٔ نامبرده محاسبه‌پذیر است. در بخش دیگری از کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعی، نیوتن چگونگی جنبش اجسام را در قالب سه قانون توصیف کرده است. ارسطو بر این باور بود که اجسام در حالت طبیعی ساکن هستند و برای اینکه یک جسم با سرعت یکنواخت به حرکت خود ادامه دهد، باید پیوسته نیرویی بر آن وارد شود در غیراین صورت به حالت «طبیعی» خود برمی‌گردد و ساکن میشود. اما نیوتن با بهره‌گیری از پژوهشهای گالیله به این پندار درست رسید که اگر جسمی با سرعت یکنواخت به حرکت درآید و نیرویی بیرونی به آن وارد نشود تا ابد با شتاب صفر به حرکت خود ادامه خواهد داد. این ویژگی را نیوتن در نخستین قانون حرکت خود چنین بیان می‌کند. قانون یکمهر جسم که در حال سکون یا حرکت یکنواخت در راستای خط مستقیم باشد، به همان حالت می‌ماند مگر آنکه در اثر نیروهای بیرونی ناچار به تغییر آن حالت شود. دومین قانون به این پرسش پاسخ میدهد که اگر بر یک جسم نیروی خارجی وارد شود، حرکت آن چگونه خواهد بود. قانون دومآهنگ تغییر اندازهٔ حرکت یک جسم، متناسب با نیروی برآیندِ وارد بر آن جسم است و در جهت نیرو قرار دارد. فرمولی که از این قانون برمی‌آید (F=ma) به معادله بنیادین مکانیک کلاسیک معروف است که مطابق آن، شتاب یک جسم برابر است با نیروهای خالص وارده تقسیم بر جرم جسم. سومین قانون می‌گوید که هرگاه جسمی به جسم دیگری نیرو وارد کند، جسم دوم نیز نیرویی به همان بزرگی ولی در سوی مخالف بر جسم اول وارد می‌کند و برآیند کنش هم‌زمان این دو نیرو باعث حرکت شتابدار میشود. قانون سومکس شعر برای هر کنشی همواره یک واکنش برابر ناهمسو وجود دارد. مجموعهٔ قوانین سه‌گانهٔ حرکت و قانون گرانش عمومی، اساس و شالودهٔ فناوری مدرن هستند و با وجود پیدایش فرضیه‌های تازه‌تر از اهمیت آن کاسته نشده است. در کنار فعالیت‌های علمی معمول، نیوتن از مسؤولیت‌های سیاسی نیز رویگردان نبود. او در سال های1689، 1701 و 1702 م. به نمایندگی مجلس برگزیده شد. اگر چه تنها جمله‌ای که در طول این سه سال در صحن مجلس بر زبان آورد، تقاضای بستن پنجره‌ها بود! از سال ۱۷۰۳ میلادی تا آخر عمر نیوتن رئیس انجمن سلطنتی بریتانیا و همچنین یکی از اعضای فرهنگستان علوم فرانسه بود. پیش زمینه تاریخی قانون جهانی گرانش نیوتنبعد از ارائهٔ قوانین کپلر و کشفیات پر اهمیت گالیله، ریاضیدانان و فیزیکدانان علاقه زیادی به موضوع‌های اخترشناسی پیدا کردند. در این زمینه نظریه‌های مختلفی داده شد. رابرت هوک و ادموند هالی به نظر باقی بودند که نیرویی که سیاره‌ها را به‌طرف خورشید می‌کشد، آنها را در مدار خود نگاه می‌دارد. از این گذشته آنها گمان می‌کردند که این نیرو باید با دور شدن از خورشید و به نسبت مربع فاصله ضعیف شوند. کپلر نیز وجود این نیرو را قبول داشت و تصور میکرد که این نیرو به نسبت فاصله ضعیف میشود. بنابراین داستان افتادان سیب و توجه نیوتن به گرانش نه تنها واقعی نیست، بلکه شناختن روند تکامل علم را مختل می‌کند. حتی 50 سال قبل ازنیوتن گالیله به شتاب گرانش توجه داشت و آن را بیان کرده بود. اما امتیاز نیوتن در این بود که اثر همهٔ نیروها را تحت قانون کلی توضیح داد و بصورت رازی بیان کرد. علاوه بر آن نیوتن با یک فرض اساسی که قبل از وی به آن توجه نشده بود توانست قانون جهانی گرانش را فرمول بندی کند. وی فرض کرد که جسمی کروی که چگالی آن در هر نقطه به فاصله آن تا مرکز کره بستگی دارد، یک ذرهٔ خارجی را طوری جذب می‌کند که گویی همه جرم آن در مرکز متمرکز شده است. این قضیه توجیه وی را از قوانین حرکت سیارات کامل کرد، زیرا انحراف جزئی خورشید از کرویت واقعی در اینجا قابل صرف نظر کردن است. پس از آنکه نیوتن قانون جهانی گرانش را مطرح کرد، رابرت هوک ادعا کرد که نیوتن کشف قانون گرانش وی را دزدیده و به نام خود ارائه داده است. به همین دلیل مشاجره شدیدی بین نیوتن و هوک در گرفت که موجب رنجش و حتی بیماری نیوتن گردید. قانون اول نیوتنهر گاه به جسمی نیرویی وارد نشود و یا برایند صفر گردد اگر جسم ساکن باشد ساکن می ماند اگر با سرعت ثابت در حال حرکت باشد با همان سرغت به حرکتش ادامه میدهد . این قانون تحت عنوان مختلف از جمله، اصل ماند، قانون اینرسی، قانون لختی بیان شده است. طبق قانون اول نیوتن حرکت ویزگی ذاتی اجسم است و در غیاب هرگونه نیروی خارجی جسم هماه حالت حرکتی خود را حفظ می‌کند. این قانون طومار فلسفهٔ طبیعی ارسطو را درهم پیچید. زیرا ارسطو گفته بود: برای اینکه یک جسم با سرعت یکنواخت به حرکت خود ادامه دهد، باید پیوسته نیرویی بر آن وارد شود در غیراین صورت به حالت طبیعی خود برمی‌گردد و ساکن میشود . چند مثالجسمی را روی کف دست خود قرار دهید و دست را بی حرکت نگاه دارید. این جسم تا زمانیکه روی کف دست شما قرار دارد، همانجا و به همان حالت خواهد ماند، زیرا برایند تمام نیروهای وارد بر آن صفر است . قانون دوم نیوتن قانون دوم نیوتن در فیزیک بسیار مهم و اساسی است. هر گاه نیرویی بر یک جسم اثر کند این جسم شتابی میگیرد که هم جهت نیرو است و اندازه آن با اندازه نیرو نسبت مستقیم و با جرم جسم نسبت عکس دارد . F=ma or a=F/m این قانون که در سال 1679 اولین بار در کتاب Procatinare Unnaturalis Prinicipia Mathematica بوسیله نیوتن منتشر شد به‌عنوان مهم‌ترین کشف در تاریخ علم قلمداد شده است . معمولاً قانون دوم نیوتن را با استفاده از تغییرا اندازه حرکت تعریف می‌کنند. چون اندازه یکی از مفاهیم بنیادی در فیزیک است، لذا آنرا تعریف کرده و یکبار دیگر با استفاده از به تعریف قانون دوم نیوتن خواهیم پرداخت. اندازه حرکت یا تکانه اندازه حرکت بصورت حاصلضرب جرم در سرعت یعنی P=mv تعریف میشود. بنابر این با توجه به قانون اول نیوتن هنگامی سرعت تغییر می‌کند که نیرویی بر جسم اعمال شود. لذا در غیاب هرگونه نیروی خارجی اندازه حرکت یک جسم ثابت است. بنابر این قانون دوم نیوتن را می‌توان به صورت زیر تعریف کرد : نیرو = تغییرات اندازه حرکت F = dp/dt در قانون دوم نیوتن سرعت نامتناهی قابل قبول است. چون در قوانین نیوتن خواص فیزیکی ماده مستقل از سرعت آن فرض شده، همچنین زمان نیز یک کمیت مستقل و مطلق است، بنابراین با توجه به سرعت نامتناهی در مدت زمان صفر هر فاصله‌ای قابل پیمودن است. به عبارت دیگر یک شئی در لحظه‌ای خاص می‌تواند در مکانهای مختلفی باشد. هرچند این پدیده هرگز مشاهده نشد، اما فیزیکدانان برای مدتی بیش از دو قرن پذیرای آن بودند . قانون سوم نیوتن برای هر کنشی همواره یک واکنش برابر ناهمسو وجود دارد. به عبارت دیگر هرگاه جسم 1 نیرویی به جسم 2 وارد کند، جسم 2 نیز همان مقدار نیرو را در جهت مخالف نیروی دریافتی به جسم یک وارد می‌کند، بطوریکه: F1=-F2 or F1+F2=0 با توجه به اینکه سرعت نامتناهی طبق قانون دوم قابل قبول بود، قانون سوم همواره و در تمام لحظات برقرار بود. حتی اگر دو جسم در فاصلهٔ دلخواه نسبت به یکدیگر قرار داشته باشند، هر تغییر موضع هر یک از آنها، بلافصله به دیگری منتقل میشود. یعنی هم‌زمان دو نقطه از جهان و در واقع تمام جهان را می‌توان تحت تاثیر یک رویداد قرار داد . گرانش پرتابه‌ای که بطور افقی پرتاب میشود، مسیری سهمی شکل را به‌طرف زمین می پیماید و سرانجام به سطح زمین سقوط می‌کند. اما چون زمین به شکل کره استّ، سطح آن انحنا دارد. حال اگر پرتابه‌ای باسرعت زیاد از بالای یک قله پرتاب شود، تحت تاثیر گرانش مسری منحنی را طی خواهد کرد. اگر سرعت این پرتابه به اندازهٔ کافی باشد، می‌تواند یک دایرهٔ کامل را حول زمین طی کند و دائم دور زمین بچرخد. نیوتن فرض کرد که نیروی گرانش زمین مانند کره‌ای بزرگ و در حال انبساط در همه جهات پراکنده است. بنابراین مساحت این کره برابر است با: S=4pir^2 وی سپس استدلال کرد که نیروی گرانشی که بر سطح این کره پراکنده شده است، می بایست متناسب با مجذور شعاع آن ضعیف شود. درسا مانند شدت نور و صوت. به این ترتیب برای نیوتن آشکار شد که ماه بایستی تحت اثر این نیروی گرانش کشیده شود. سپس استدلال کرد چنانچه ماه با نیروی معینی بوسیله زمین کشیده میشود، زمین نیز بایستی با همان اندازه بوسیله ماه کشیده شود. آنگاه نتیجه گرفت که نیروی گرانشی میان هر دو جسمی که در جهان است، مستقیماً متناسب با حاصلضرب جرمهای آنهاست. این نتیجه را قانون جهانی گرانش می نامند که بصورت زیر بیان میشود: F=GmM/r^2 با گذشت زمان مشخص شد که سیارات و ستارگان از این قانون تبعیت می‌کنند. نیوتن هیچگاه قوانین خود را بصورت تحلیلی ننوشت، این کار اولین بار توسط اویلر انجام شد. دستگاه مقایسه‌ای مطلق اتربا توجه و کمی دقت به قوانین نیوتن مشاهده میشود که هنگام مطرح شدن این قوانین یک نکته مهم نادیده گرفته شده است، و آن این است که این قوانین نسبت به کدام دستگاه مقایسه‌ای مطرح شده اند. زیرا در تمام تجربیات مکانیکی از هر نوع که باشند باید وضع نقاط مادی را در لحظهٔ معین نسبت به مکانی خاص در نظر گرفته شود. نیوتن نظر داده بود که کالبد فضا، در حالت سکون است. یعنی می‌توان از حرکت مطلق سخن گفت. اما در آن زمان اعتقاد عمومی بر این بود که کالبد فضا از اتر (عنصر پنجم ارسطویی) انباشته است. یعنی چنین تصور می‌شد که اتر در فضا مستقر و ساکن است و به هیچ روی حرکت نمی‌کند و همهٔ اجسام در اتر غوطه ورند همچنین دانشمندان کلاسیک همواره تاثیر از فاصله دور را امری می پنداشتند که تصور آن دشوار بود، و نیروی گرانش که می‌توانست از فواصل دور اثر می‌کند، نیوتن را به تعجب واداشته بودنیوتن به منظور توضیح این اثر، عقیده ارسطو را در باره اینکه افلاک از اتر پر شده اند را پذیرفت و فکر میکرد که ممکن است گرانش بطریقی توسط اتر منتقل شود. لذا اتر ضمن آنکه دستگاه مقایسه‌ای مطلق بود، وسیلهٔ انتقال گرانش نیز به حساب می‌آمد فضا و زمان نیوتننیوتن در کتاب اصول فلسفهٔ طبیعی نوشت: زمان مطلق، حقیقی و ریاضی، خود بخود و به علت ماهیت ویژه خود، بطور یکنواخت و بدون ارتباط با هیچ چیز خارجی جریان دارد. بنابراین از دیدگاه نیوتن زمان یک مقیاس جهانی بود که مستقل از همه اجسام و پدیده‌های فیزیکی وجود داشت. زمان به دلیل ماهیت خود جریان داشت و این جریان وابسته به هیچ چیز دیگری نبود. همچنین در مورد فضا چنین می‌گوید فضا در ذات خود مطلق و بدون احتیاج به یک چیز خارجی همه جا یکسان و ساکن است. اینگونه نگرش به مطلق در قوانین نیوتن راهگشای بسیاری از ابهامات مکانیک نیوتنی بود. زمان مطلق، فضا مطلق و حرکت مطلق مواردی بودند که مکانیک نیوتنی بر اساس آنها شکل گرفته بود. مشکلات قانون گرانشمهمترین مشکل قوانین نیوتن در قانون جهانی گرانش وی بود و خود نیوتن نیز متوجه آن شده بود. نیوتن دریافت که بر اثر قانون گرانش او، ستارگان باید یکدیگر را جذب کنند و بنابراین اصلاً به نظر نمی‌رسد که ساکن باشند. نیوتن در سال 1692 طی نامه‌ای به ریچارد بنتلی نوشت "که اگر تعداد ستارگان جهان بینهایت نباشد، و این ستارگان در ناحیه‌ای از فضا پراکنده باشند، همگی به یکدیگر برخورد خواهند کرد. اما اکر تعداد نامحدودی ستاره در فضای بیکران به طور کمابش یکسان پراکنده باشند، نقطه مرکزی در کار نخواهد بود تا همه بسوی آن کشیده شوند و بنابراین جهان در هم نخواهد ریخت." این برداشت نیز با یک اشکال اساسی مواجه شد. به‌نظر سیلیجر طبق نظریه نیوتن تعداد خطوط نیرو که از بینهایت آمده و به یک جسم می‌رسد با جرم آن جسم متناسب است. حال اگر جهان نامتناهی باشد و همهٔ اجسام با جسم مزبور در کنش متقابل باشند، شدت جاذبه وارد بر آن بینهایت خواهد شد . مشکل بعدی قانون گرانش نیوتن این است که طبق این قانون یک جسم به طور نامحدود می‌تواند سایر اجسام را جذب کرده و رشد کند، یعنی جرم یک جسم می‌تواند تا بینهایت افزایش یابد. این نیز با تجربه تطبیق نمی‌کند، زیرا وجود جسمی با جرم بینهایت مشاهده نشده است مشکل بعدی قوانین نیوتن در مورد دستگاه مرجع مطلق بود. همچنان که می دانیم حرکت یک جسم نسبی است، وقتی سخن از جسم در حال حرکت است، نخست باید دید نسبت به چه جسمی یا در واقع در کدام چارچوب در حرکت است. دستگاه‌های مقایسه‌ای در فیزیک دارای اهمیت بسیاری هستند. قوانین نیوتن نسبت به دستگاه مرجع مطلق مطرح شده بود. یعنی در جهان یک چارچوب مرجع مطلق وجود داشت که حرکت همه اجسام نسبت به آن قابل سنجش بود. در واقع همهٔ اجسام در این چارچوب مطلق که آن را "اتر" می نامیدند در حرکت بودند. یعنی ناظر می‌توانست از حرکت نسبی دو جسم صحبت کند یا می‌توانست حرکت مطلق آن را مورد توجه قرار دهد. مکانیک کوانتومی
وسایل مورد نیاز
شرح آزمایش با چوب یا میله، پایه هایی مانند شکل زیر، برای سیم ها طراحی کنید.
چه اتفاقی در حال وقوع است؟ سیم حامل جریان، در اطراف خود یک میدان مغناظیسی تولید می کند که بصورت دایره وار دور سیم بوجود می آید. وقتی جریان از درون میدان مغناطیسی می گذرد، میدان نیروئی به آن اعمال می کند. بنابراین هر سیم حامل جریان، میدان مغناطیسی در منطقهُ سیم دیگر ایجاد کرده و در نتیجه به سیم دیگر نیرو اعمال می کند. دو سیم موازی حامل جریان یکدیگر را جذب یا دفع می کنند که این بستگی به جهت جریان درون دو سیم دارد. اگر جهت جریان های دو سیم یکی باشد دو سیم همدیگر را جذب و اگر جهت جریان های دو سیم خلاف یکدیگر باشند، دو سیم همدیگر را دفع می کنند. مکانیک
این مقاله در باره دانش مکانیک است. برای دیگر کاربردهای واژه مکانیک به مکانیک (ابهام‌زدائی) مراجعه کنید. مکانیک یکی از شاخه‌های فیزیک است[که به مطالعه حرکات ماده و نیروهایی که باعث آن حرکات میشود اقدام می‌کند. دانش مکانیک که بر مبانی متعددی همچون زمان، مکان، نیرو، انرژی، و ماده بنا گردیده است، در مطالعه تمامی شاخه‌ها و شعبه‌های فیزیک، شیمی، زیست شناسی، و مهندسی به کار گرفته میشود. مکانیک مجموعه گسترده‌ای از دانش است که سابقه آن از تاریخ مدون بشری فراتر می‌رود. در گذشته در منابع فارسی و عربی بخشی از دانش مکانیک را که به ساخت وسائل مکانیکی و قوانین حاکم بر آنها مربوط می‌شد علم حیل می‌نامیدند. دانش مکانیک به دو زمینه اصلی مکانیک کلاسیک و مکانیک کوانتومی بخش میشود. این مقاله توسط كوروش رونما تایید شده است
مکانیک کلاسیک مقالهٔ اصلی: مکانیک کلاسیک مکانیک کلاسیک (یا مکانیک نیوتنی) بیان ریاضی حرکت و نیرو در پدیده‌های ماکروسکپی طبیعت است. کارهای دانشمندانی مانند تیکو براهه و کپلر و گالیله و به‌ویژه نیوتن این دانش را برپایه‌های نظری قرارداد. بعدها نیز دانشمندانی مانند، دالامبرت، لاگرانژ، همیلتون و ژاکوبی فرمولبندی‌های جدیدی از این مبحث ارائه دادند. شاخه‌ها مکانیک کلاسیک به شاخه‌های استاتیک و دینامیک تقسیم میشود. که استاتیک بررسی نیروهای اجسام ایستاده است و دینامیک که حرکت ذرات را بررسی می‌کند. در حالت کلی حرکت یک ذره از دو دیدگاه مختلف می‌تواند مورد بررسی قرار گیرد به بیان دیگر می‌توان گفت، بطور کلی دینامیک که در آن حرکت اجسام مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرد، شامل دو قسمت سینماتیک و سینتیک است. در بخش سینماتیک از علت حرکت بخشی به میان نمی‌آید و حرکت بدون توجه به عامل ایجاد کننده آن بررسی میشود و حرکت بحث بیشتر جنبه هندسی دارد. در بخش سینتیک دلایل حرکت اجسام که همان نیروهای وارد بر جسم پویاست، بررسی میشود. مکانیک کوانتومی مقالهٔ اصلی: مکانیک کوانتومی با آنکه مکانیک کلاسیک توصیف دقیقی از پدیده‌های ماکروسکپی در سرعت‌های بسیار کمتر از سرعت نور به‌دست میدهد و در پدیده‌های روزمره وسیله اصلی کار مهندسان و فیزیکدانان است، در توضیح پدیده‌های مربوط به سرعت‌های زیاد (نزدیک به سرعت نور) و پدیده‌های میکروسکپی به‌کار نمی‌آید. در قرن بیستم برای رفع این اشکالات رشته مکانیک کوانتومی به‌وجود آمد. پدیده سرعت‌های زیاد را اینشتین با نظریه نسبیت خود توجیه کرد ولی برای حل مشکلات پدیده‌های میکروسکوپی به قوانین و نظریه‌های کاملاً جدیدی احتیاج داریم که در مجموع مکانیک کوانتومی را تشکیل میدهند. جستار وابسته
== منابع ==مکانیک طراحی جامدات == منابع ==مکانیک سيالات كوروش رونما
اگر از کسی سوال کنید که از واگن در حال حرکت چگونه باید پرید؟ چنین جوابی خواهید شنید: رو به جلو. اما اگر از او بخواهید که درباره پاسخ خود توضیح دهد، او با اعتماد کامل شروع به استدلال می‌کند و اگر شما حرف او را قطع نکنید، خودش به زودی سکوت اختیار می‌کند، زیرا بنابر قوانین سرعت نسبی واقعا او باید به عقب بپرد. هنگام پریدن چه اتفاقی می‌افتد؟ وقتی ما از واگن در حال حرکت می‌پریم، بدنمان دارای همان سرعت واگن است و به جلو حرکت می‌کند، (طبق قانون اول نیوتن: اگر برآیند نیروهای وارد بر جسمی صفر باشد، اگر آن جسم ساکن باشد، ساکن می‌ماند و اگر متحرک باشد به حرکت یکنواخت خود ادامه میدهد) پس وقتی به جلو می‌پریم، نه تنها این سرعت را از بین نمی‌بریم، بلکه آن را افزایش می‌دهیم. به عقب نپرید! اصل مطلب در ناتمام گذاشتن توضیحات است، ما چه به جلو بپریم و چه به عقب ، خطر افتادن ما را تهدید می‌کند. اهمیت اصلی مساله در این است که خطر افتادن به جلو از خطر افتادن به عقب کمتر است. در مورد اول ما با یک حرکت عادی پا را جلو می‌گذاریم و چنانچه سرعت واگن زیاد باشد، چند قدم می‌دویم و بدین وسیله از افتادن جلوگیری می‌کنیم. اما هنگام افتادن به عقب این حرکت نجات‌بخش پاها وجود ندارد و به همین دلیل خطر به مراتب بیشتر است. این مطلب نیز اهمیت دارد که وقتی ما به جلو به زمین می‌خوریم، با قرار دادن دستها به جلو کمتر از زمین خوردن به عقب صدمه می‌بینیم. پریدن از واگن با یک ساک روشن است که آنچه گفته شد برای اجسام بی‌جان صادق نیست و خطر شکستن یک بطری وقتی از یک واگن در حال حرکت به جلو ، به عقب پرتاب شود، کمتر از حالتی است که بطری به جلو (در جهت حرکت واگن) پرتاب شود. صفحه قبل 1 صفحه بعد درباره وبلاگ  سلام.این وبلاگ درمورد نکات جذاب فیزبک می باشدوبرای علاقه مند شدن بهتر شما به فیزیک. آخرین مطالب نويسندگان موضوعات پيوندها 
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
.
«سرعت تعمیم‌یافته»
) را توسط یک 
) هستند، از این رو به صورت زیر نوشته میشود:
تبادل لینک هوشمند 
ورود
اعضا:
<-PollName->
خبرنامه وب سایت:
آمار
وب سایت: