تاثیر مکسول در انقلابی که در اندیشه ی واقعیت فیزیکی به وقوع پیوسته است. اعتقاد به وجود یک جهان خارجی مستقل از شخصی که آن را درک می کند پایه ی تمام علوم طبیعی است . ولی از آنجا که ادراک حسی فقط بطور غیر مستقیم اطلاعاتی از این جهان خارجی یا واقعیت فیزیکی به ما می دهد لهذا این واقعیت فیزیکی را تنها باید از راه تجسس به دست آورد. از این جا معلوم می شود که مفهوماتی که از واقعیت فیزیکی برای ما حاصل می شود هیچگاه به مرحله ی نهایی نخواهد رسید بلکه باید همواره آماده ی تغییر و تعویض این مفهومات، که همان اصول موضوعه ی اولیه ی علم فیزیک است باشیم تا بتوانیم واقعیت های مشهود را هر چه دقیقتر و کاملتر و منطقی تر مورد تتبع و تحلیل قرار دهیم. نظری به تاریخ علم فیزیک نشان می دهد که در طی ادوار و قرون چه تغییرات شگرفی در آن به وقوع پیوسته و در راه بسط و گسترش آن چه مراحل دشواری پیموده شده است.

 از آن زمان که نیوتن فیزیک نظری را پی ریزی کرد، بزرگترین تغییری که در اصول اولیه ی فیزیک روی داده نظراتی است که به وسیله ی فاراده و مکسول در باب پدیده ی برقاطیس عرضه شده است. بنابر اصول نیوتنی حقیقت فیزیکی با مفهومات فضا زمان نقطه ی مادی و نیرو مشخص می گردد. حوادث فیزیکی از نظر نیوتن به صورت حرکاتی از نقاط مادی در فضا تلقی می شوند و این حرکات تابع قوانین ثابتی هستند. نقطه ی مادی تنها شکلی است که با آن می توان واقعیت را هنگام بحث در تغییراتی که در آن صورت می گیرد نمایش داد. و این تنها وسیله ی نمایش امر واقع است تا آن حد که این امر واقع قابل تغییر باشد. واضح است که مفهوم نقطه ی مادی از جسم محسوس برخاسته است، و پس از انتزاع کلیه ی خواص انبساط، شکل، جهت در فضا،و خصوصیت های درونی این اجسام که فقط و فقط خاصیت و جبر حرکت انتقالی و مفهوم قوه برای آنها مانده است به دست می آید. اجسام مادی را که از جنبه ی ذهنی موجد پیدایش تصور نقطه ی مادی برای ما شده اند، اکنون، می توان به عنوان مجموعه ای از نقاط مادی تلقی کرد. ضمنا باید خاطر نشان ساخت که اساس این طرح نظری جنبه ی اتمی و مکانیکی دارد. هر حادثه ای را می بایست صرفا از جنبه ی مکانیکی یعنی به عنوان حرکات نقاط مادی، بر طبق قانون حرکت نیوتن تعریف و توصیف نمود. نارساترین و غیر موجه ترین سیمای این دستگاه، صرف نظر از اشکالاتی که با مفهوم فضای مطلق ملازمه دارد، و اخیرا، یک بار دیگر، پیدا شده در تعریفی است که برای نور قائل شده و به پیروی ار اصول کلی، آن را هم متشکل از نقاط مادی دانسته است. حتی در همان عصر نیوتن هم در باب ایت سوال که ( پس از جذب نور این نقاط مادی سازنده ی نور چه می شوند) مباحثات زیادی به عمل آمد. از این گذشته در کار آوردن نقاط مادی دارای خصوصیات کاملا متفاوت، که آنها را به صورت فرض مسلمی برای نشان دادن جرم وزن دار و نور قبول کرده اند، اصولا منطقی به نظر نمی رسد. بعدها ذرات الکتریکی نیز به اینها علاوه شد و نوع سومی با خصوصیات دیگر در کار آمد. علاوه بر آن نقطه ی ضعف دیگری هم در پیش بود، و آن اینکه نیروهای عملی متقابلی که معرف و مشخص حوادث هستند، لزوما به صورتی کاملا دلبخواه و اختیاری در نظر گرفته می شد. با آنکه چنین تصوری از واقعیت در بسیاری موارد، برای توجیه امور قانع کننده به نظر می رسید ولی آیا چه شد که دانشمندان ناگزیر از آن صرف نظر کرده اند؟

نیوتن، برای آنکه به دستگاه خود یک صورت بندی ریاضی بدهد، ناگزیر مفهوم کسور دیفرانسیلی را در کار آورد و قوانین حرکت را به صورت کلی معادلات دیفرانسیلی عرضه داشت؛ و شاید این بزرگترین خدمت علمی باشد که فکر و نبوغ یک فرد در جهان علم انجام داده است. معادلات با مشتقات جزئی برای این منظورمورد لزوم نبود، ونیوتن هم هیچگونه استفاده ی منطقی از آنها نمی برد؛ ولی این معادلات برای صورت بندی اصول مکانیک اجسام تغییر شکل پذیر ضروری می نمود این امر بر اثر توجه به این واقعیت است که در چنین مسائلی این مطالب که ( چگونه قابل تصور است که اجسام از نقاط مادی ساخته شده باشند؟) چندان اهمیتی نداشت که سرلوحه ی پژوهشهای وی قرار بگیرد.بدین ترتیب معادله ی با مشتقات جزئی که نخست به صورت کنیزیکی به اندرون فیزیک نظری گام نهاده بود، بتدریج شهبانوی آن گردید. این تحول در قرن نوزدهم یعنی در آن هنگام صورت گرفت که نظریه ی موجی نور، در اثر واقعیت های مشهود، جایی برای خود باز کرده و استقراری یافته بود. سیر نور در فضای خالی به عنوان تموجات اتر توجیه شد و دیگر تصور مجموعه ای از نقاط مادی، در آن عصر، امری بی اساس به نظر می رسید. اینجا بود که، برای اولین بار، معادله ی با مشتقات جزئی به عنوان بیان طبیعی حقایق اولیه ی فیزیک وارد میدان شد، و بدین ترتیب، در گوشه ای از عرصه ی فیزیک نظری، مفهوم میدان پیوسته، در برابر نقطه ی مادی، برای نمایش دادن حقیقت قیزیکی جلوه گر شد. این ثنویت ، حتی تا این زمان، هنوز باقی است؛ وچنانچه لازمه ی آنست، مایه ی پریشانی خاطر کسانی میشود که به نظم عادت دارند. اندیشه ی واقعیت فیزیکی گرچه جنبه ی اتمی خود را از دست داد، ولی به صورت مکانیکی صرف باقی ماند، و دانشمندان هنوز بر آن بودند که هر گونه حوادثی را به عنوان حرکت اجرام لخت بیان و توجیه نمایند؛ و ظاهرا هیچ راه دیگری برای ملاحظه ی اشیاء قابل تصور نبود. در همین هنگام بود که تغییر و تحویل عظیمی روی نمود تغییری که همواره با نام فاراده، مکسول، و هرتس ملازمه دارد. ناگفته نماند که در این انقلاب علمی سهم عمده از مکسول است. همو بود که ثابت کرد که دستگاه مضاعف معادلات دیفرانسیلی وی که در آن میدانهای برقی و مغناتیسی به صورت متغییرهایی وابسته به هم می باشند کلیه ی اطلاعاتی را که تا آن تاریخ باب پدیده های نور و الکتریسیته در دست بود در بر می گیرد و آنها را بخوبی توجیه می کند وی عملا می کوشید تا این معادلات را به صورت ساختمان تصوری یک طرح مکانیکی بیان و تفسیر نماید. مکسول در آن واحد با چندین ساختمان تصوری کار می کرد، ولی هیچکدام را به صورت قطعی تلقی نمی نمود، بطوریکه تنها معادلات امر اصلی بود، و نیروهای میدان حقایقی نهایی بشمار می رفت که به هیچ چیز دیگر قابل تحویل نبود. در سالهای اول قرن بیستم مفهوم میدان قرار گرفته،و متفکرین جدی اعتقاد به تحقق یا امکان توضیح معادلات مکسول را طرد کرده بودند ولی بزودی در صدد آن بر آمدند تا نقاط مادی و لختی آنها را با کومک نظریه ی مکسول، بر مبنای نظریه ی خطوط میدان توضیح دهند؛ لیکن این مجاهدات به موفقیت نهایی نینجامید . اگر نتایج فردی مهمی را که کارهای علمی مکسول در مباحث عمده ی علم فیزیک به وجود آورده است کنار گذاشته و توجه خود را صرفا متمرکز به تغییراتی بکنیم که به وسیله ی وی در تصور ما از ماهیت واقعیت فیزیکی صورت گرفته است، می توان چنین گفت که دانشمندان قبل از مکسول واقعیت فیزیکی را تا آنجا که سخن از نمایش حوادث طبیعت است به صورت نقاطی مادی تصور می کردند که تغییرات آنها منحصرا بر اثر حرکات است، و این حرکات تابع معادلات دیفرانسیلی می باشند. پس از مکسول واقعیت فیزیکی به

صورت میدانهایی پیوسته تلقی می شد که از لحاظ مکانیکی قابل بیان نبوده بلکه تابع معادلات با مشتقات جزئی بودند این تغییر در مفهوم واقعیت مهمترین و باورترین تغییراتی است که از زمان نیوتن به بعد در علم فیزیک حاصل گردیده است. در عین حال هنوز تمام برنامه ی تکامل به معرض اجرا در نیامده بود. دستگاه هایی موفقیت آمیز فیزیک که از آن به بعد عرضه شده است، حالت یک نوع سازشی بین این دو طرح را دارد و به همین علت هم با آنکه ممکن است در بعضی رشته ها موجد پیشرفتهای عظیم شده باشند معهذا جنبه ی موقتی دارند و از لحاظ منطقی ناقص اند. اولین دستگاه قابل ذکر، نظریه ی لورنتس در باب الکترونها است که در آن میدان و ذرات الکتریکی در فهم حقیقت دوشادوش و هم ارز یکدیگر در نظر گرفته شده اند. پس از آن نظریه های نسبیت خاص و عام است که گرچه اساسا مبتنی بر اندیشه های است که با نظریه ی میدان سرو کار دارند معهذا نتوانسته اند از دخالت دادن نقاط مادی و معادلات دیفرانیلی احتراز نمایند آخرین و مهمترین ابداع اصول فیزیک نظری یعنی مکانیک کوانتوم اصولا با هر دوی این طرح ها  که برای اختصار آنها را مرتبا نیوتنی و مکسول می خوانیم  مغایرت دارد. زیرا کمیت هایی که در قوانین به کار می آیند ادعای این ندارند که حقیقت علمی را توصیف می کنند بلکه احتمالات تجدید و تکرار یک واقعیت فیزیکی مورد نظر را تشریح می نمایند. دیراک که به نظر من مهمترین طرز بیان منطقی این نظریه را مدیون او هستیم چنین متذکر می شود که شاید مشکل باشد که مثلا تعریفی نظری و چنان جامع برای فوتون پیدا کنیم که خواننده و شنونده بتواند تشخیص دهد که آیا این فوتون در ضمن مسیر خود از یک سویده که (به طور مورب ) در سر راه آن قرار داده شده عبور خواهد کرد یا نه؟من هنوز عقیده دارم که دانشمندان فیزیک به این زودی ها به این نوع بیان غیر مستقیم واقعیت – حتی اگر نظریه محتملا به نحوی رضایت بخش متکی بر نظریه ی نسبیت خاص باشد اقناع نخواهد شد. و اطمینان دارم که باید بار دیگر مجاهدات خود را صرف این کنند که برنامه ی مکسولی را به مرحله ی اجرا در آورند . یعنی واقعیت فیزیکی را از طریق میدانی که بدون استثناء با معادلات با مشتقات جزئی سازگار است توضیح و تفسیر نمایند.

فیزیک و متا فیزیک دریک جدال سخت

اغلب در زندگی روزمره خود ملاحظه می‌کنیم که در اثر وجود یک ناسازگاری بین ذهن ما و جهان خارج ، نظریات عجیب و غریبی اظهار می‌کنیم. این نظریه پردازی از سرشت مبهم و ناموزون ما ناشی می‌شود. البته باید توجه داشته باشیم که نظریه پردازی علمی چیزی کاملا متفاوت از این موردی است که اشاره شد. در نظریه پردازی علمی ، انسان به صورت مستقیم با جهان خارج درگیر می‌شود و ذهن در مواجهه مستقیم با آن آزاد است و لذا جهان در حکم فاعل و ذهن در حکم منفعل می‌باشد. اما در نظریه پردازی که ما اشاره کردیم، جای این دو عوض می‌شود. در علم فلسفه از این نوع نظریه پردازیها عموما تحت عنوان متافیزیک یاد می‌شود.

اگر تاریخ علم را مرور کنیم، ملاحظه می‌کنیم که همواره از روزگارهای قدیم رابطه بین علم و فلسفه ، خصوصا بین فیزیک و متافیزیک در نوسان بوده است. به عنوان مثال در زمان گالیله به دلیل حکومت افکار ارسطویی ، دانشمندان در ارائه نظریات علمی با مشکلات بسیاری مواجه بوده‌اند. اما تاریخ فلسفه ، مخصوصا بعد از دکارت تحولاتی در این زمینه پدیدار شد. فلسفه بعد از دکارت فلسفه‌ای است که نقش علوم تجربی ، خصوصا فیزیک را در براندازی نظامهای فلسفی مهم می‌داند. مثلا نظریه‌هایی در باب زمان و مکان و حرکت که توسط نیوتون ارائه گردید، در فلسفه نیز تاثیر گذار بودند. به همین ترتیب در اوایل قرن بیستم نظریه نسبیت عام انیشتین طلوع کرد که برداشتی بدیع و متفاوت از زمان و مکان و حرکت ارائه داد و تاثیرات دیگری را در حوزه فلسفه به همراه داشت.

در این دوران فیلسوف ذهن خود را در برابر جهان خارج و تاثیرات آن منعطف می‌گرداند. بنابراین متافیزیک نیز جنبه‌های واقع بینانه اندیشیدن را مد نظر قرار می‌دهد. پس در این دوران فیلسوف شخصی واقع گرا است که ذهن خود را از دام وسوسه‌های تخیل رهانیده و به جهان مانند یک پدیده عینی و نه ذهنی نگاه می‌کند و لذا تعجب او و طرح پرسشهایش راهگشای علوم تجربی است و دیگر علم تجربی را کفر و عالم تجربی را کافر نمی‌پندارد.

رابطه فیزیک و متافیزیک در قرن بیستم

پس از اینکه آراء اعضای حلقه وین ، همچون پتکی سخت و سنگین بر سر متافیزیک رایج فرود آمد و آن را بی‌معنی اعلام داشت، حریف دیرینه و سر سخت حلقه وین ، کارل ریموند پوپر بر آن شد تا متافیزیک را دوباره احیا نماید. در قرن بیستم ما شاهد تحدید میان علم خصوصا فیزیک و متافیزیک هستیم. علم گزینه با معنای فعالیتهای دانشمندان تجربی بوده و متافیزیک امری نظری و بی‌معنا است که سرگرمی عمده فلاسفه مدرسی است. این تحدید همواره به صورتهای گوناگون مطرح شده است. حتی می‌توان در نظریات ویتگنشتاین نیز رد پاهای آن را یافت.

او در رساله خود گزاره‌های متافیزیکی را بی‌معنی دانسته و در پژوهشهای فلسفی که خود ردی است بر رساله منطقی- فلسفی جانب معنا را گرفته و باز رای پیشین خود را حفظ می‌کند. اما از نظر دانالد گیلیس در کتاب فلسفه علم در قرن بیستم ، ویتگنشتاین مرتکب اشتباهی فاحش شده است. او از ریاضیات محض مثال می‌زند که در یک فعالیت و پژوهش کاملا نظری و فارغ از تجربه شکل می‌گیرد و بعد در فیزیک بکاربرده می‌شود و پس از آنکه فرضیه‌ای ارائه شد، در عمل مورد آزمون واقع می‌شود و اگر از آزمون به سلامت بیرون آمد ثبت می‌گردد. آیا مفاهیم و یافته‌های ریاضیات محض قبل از اینکه در فیزیک الهام گر فرضیه‌ای جدید باشند، بی‌معنی هستند؟ حال و روز گزاره‌های متافیزیکی نیز این چنین است.

پوپر در کتاب منطق اکتشاف علمی ، فصلی را به رابطه میان علم و متافیزیک اختصاص داده است. او مثالهای فراوانی را در دفاع از متافیزیک ارائه می‌کند. به عنوان مثال نظریه اتمی در زمان متفکران قبل از سقراط مثل لوکیپوس و ذیمقراطیس یک مورد کاملا متافیزیکی بود. اما همین نظریه که جنبه متافیزیکی داشت، در ابتدای قرن نوزدهم توسط دالتون برای حل برخی مسائل در شیمی بکار گرفته شد. پس از آن در اواسط قرن نوزدهم ، ماکسول آن را در نظریه جنبشی گازها وارد ریاضی فیزیک کرد. این مثال خود دلیل محکمی بر معنی‌دار بودن گزاره‌های متافیزیکی است.

عقیده پوزیتیویسم

اساس پیدایش پوزیتیویسم منطقی به قرن بیستم و به حلقه وین و اعضای فعال و انقلابی آن بر می‌گردد. حلقه وین عبا رت از جلسات هفتگی عده‌ای فیزیکدان و ریاضیدان بود که راجع به مسائل فلسفی به بحث و تبادل نظر می‌پرداختند. از جمله این افراد می‌توان به شلیک ، نویرات ، وایزمن ، هانس هان ، هربرت فایگل و برخی دیگر اشاره کرد. پس از اینکه آرا و عقاید اعضای حلقه انتشار یافت، دانشمندان و فلاسفه دیگری از جمله کارناپ و گودل نیز بدان گرویدند.

کارناپ بعدها در سال ???? یکی از تاثیر گذارترین پوزیتیویست‌های منطقی شد. نشریه شناخت ، مجموعه‌ای بود که مقالات پوزتیویست‌ها را منتشر می‌ساخت. پوزیتیویسم منطقی بر پایه سه اصل عقیدتی عمده قرار دارد که شامل تمایز میان تحلیل و ترکیب ، اصل تحقیق پذیری ، برنهاد فرو کاستی و نقش مشاهده است.

سخن آخر

البته آنچه ارائه شد مجومه‌ای از مطالبی است که افراد گوناگون در باب فیزیک و متافیزیک ارائه دادند. شاید کم نباشند تعداد فیزیکدانانی که مسائل متافیزیکی کاملا پذیرفته و به آن اعتقاد دارند. اما آنچه مهم است، یاد آوری این دو مطلب است که اولا اظهار نظر قطعی در این باب مستلزم داشتن اطلاعات بسیار وسیع و گسترده از هر دو مورد می‌باشد. و شخص باید هم در زمینه فیزیک و هم در زمینه متافیزیک صاحب نظر باشد تا بتواند نظری قاطع و راسخ در این باب داشته باشد.

نکته دیگر این که اگر ذهن و علم ما قادر به توجیه برخی رویدادها نیست، دلیلی برای رد آن وجود ندارد. چه بسا در تاریخ علم موارد متعددی وجود داشته است که در زمان مطرح شدن به دلیل ناقص بودن علم بشری ، دانشمندان قادر به قبول آنها نبوده‌اند. اما پیشرفت علم در زمانهای بعد این مورد را به اثبات رسانده است.

روبات ها از داستانهاى تخیلى تاکنون

ابراهیم حسین آبادى

بشر نام علمى homo-sapiens یا «مرد خردمند» را به خود نسبت داده است، زیرا قابلیت هاى ذهنى و حسى ما براى زندگى روزمره بسیار مفید هستند. حوزه هوش مصنوعى (artificial Intelligence) سعى دارد تا موجودیت هاى هوشمند را درک کند. از این رو یکى از علل مطالعه آن، بیشتر دانستن در مورد خودمان است، اما برخلاف فلسفه و روانشناسى - که آنها نیز به هوشمندى مرتبط هستند - هوش مصنوعى سعى دارد به همان خوبى که آنها را مى فهمد، به ساخت آنها نیز قادر شود.

دلیل دیگر براى مطالعه هوش مصنوعى، جالب و مفید بودن این موجودیت هاى هوشمند است. هوش مصنوعى محصولات مهم و مؤثر زیادى در مراحل اولیه توسعه اش تولید کرده است. اگر چه هیچ کس نمى تواند آینده را به طور مشخص پیش بینى کند، اما آشکار است که کامپیوتر هایى هوشمند همردیف با انسان، تأثیر بسزایى بر زندگى روزمره و همچنین برآینده خواهد داشت.

روبات یک ماشین الکترومکانیکى هوشمند است که مى توان آن را بارها برنامه ریزى کرد. چندکاره و کارآمد و مناسب براى محیط است.

اجزاى یک روبات:

- وسایل مکانیکى و الکتریکى: شاسى، موتورها، منبع تغذیه و...

- حسگرها (براى شناسایى محیط) دوربین ها، سنسورهاى sonar، سنسورهاى ultrasound و...

- عملکردها (براى انجام اعمال لازم) بازوى روبات، چرخ ها، پاها و...

- قسمت تصمیم گیرى (برنامه اى براى تعیین اعمال لازم): حرکت در یک جهت خاص، دورى از موانع، برداشتن اجسام و...

- قسمت کنترل (براى راه اندازى و بررسى حرکات روبات): نیروها و گشتاورهاى موتورها براى سرعت مورد نظر، جهت مورد نظر، کنترل مسیر و...

کلمه روباتیک (robatics) را اولین بار «ایزاک آسیموف» در یک داستان کوتاه ارائه کرد. ایزاک آسیموف (1992-1920) نویسنده کتاب هاى توصیفى درباره علوم و داستان هاى علمى - تخیلى است.

در سال 1954 میلادى، عصر روباتها با ارائه اولین روبات آدم نما از طرف «جرج دوول» (George Devol) شروع شد.

امروزه، 90 درصد روباتها، روبات هاى صنعتى هستند، یعنى روبات هایى که در کارخانه ها، آزمایشگاه ها، انبارها، نیروگاه ها، بیمارستان ها، و بخش هاى مشابه به کارگرفته مى شوند. در سال هاى قبل، بیشتر روباتهاى صنعتى در کارخانه هاى خودروسازى به کارگرفته مى شدند، ولى امروزه تنها حدود نیمى از روباتهاى موجود در دنیا در کارخانه هاى خودروسازى به کار گرفته مى شوند. مصارف روباتها در همه ابعاد زندگى انسان به سرعت در حال گسترش است تا کارهاى سخت و خطرناک را به جاى انسان انجام دهند. براى مثال امروزه براى بررسى وضعیت داخلى راکتورها از روبات استفاده مى شود تا تشعشعات رادیواکتیو به انسانها صدمه نزند.

در سال 1956 م پس از توسعه فعالیت هاى تکنولوژى یک، که بعد از جنگ جهانى دوم، یک ملاقات تاریخى بین جرج سى.دوول (George C.Devol) مخترع و کارآفرین صاحب نام، و «ژوزف اف.انگلبرگر» Joseph ) ( F.Engelberger که یک مهندس با سابقه بود، صورت گرفت. در این ملاقات آنها به بحث در مورد داستان آسیموف پرداختند. ایشان سپس به موفقیت هاى بسیارى در تولید روباتها دست یافتند و با تأسیس شرکت هاى تجارى به تولید روبات مشغول شدند. انگلبرگر شرکت unimate را برگرفته از universal Automation براى تولید روبات پایه گذارى کرد. نخستین روباتهاى این شرکت در کارخانه جنرال موتورز (General Motors) براى انجام کارهاى دشوار در خودروسازى به کار گرفته شد. انگلبرگر را «پدر روباتیک» نامیده اند.

بعدها روباتهاى صنعتى زیادى ساخته شدند و انجمن صنایع روباتیک این تعریف را براى روبات صنعتى ارائه کرد:

«روبات صنعتى یک وسیله چند کاره و با قابلیت برنامه ریزى چند باره است که براى جابه جایى قطعات، مواد، ابزارها با وسایل خاص به وسیله حرکات برنامه ریزى شده، براى انجام کارهاى مختلف استفاده مى شود.» در سال 1962 م شرکت خودروسازى جنرال موتورز نخستین روبات Unimate را در خط مونتاژ خود به کار گرفت.

روباتها روز به روز هوشمندتر مى شوند تا هر چه بیشتر در کارهاى سخت و پر خطر به یارى انسان ها بیایند.

قانون روباتیک مطرح شده از سوى آسیموف:

1- روبات ها نباید هیچ گاه به انسانها صدمه بزنند،

2- روباتها باید دستورات انسان ها را بدون سرپیچى از قانون اول اجرا کنند،

3- روباتها باید بدون نقض قانون اول و دوم از خود محافظت کنند.

انواع روباتها:

روباتهاى امروزى که شامل قطعات الکترونیکى و مکانیکى هستند در ابتدا به صورت بازوهاى مکانیکى براى جابه جایى قطعات و یا کارهاى ساده و تکرارى به وجود آمدند که موجب خستگى و عدم تمرکز کارگر و افت بازده مى شد. این گونه روباتها، جا به جاگر (manipulator) نام دارند. جابه جاگرها معمولاً در نقطه ثابت و در فضاى کاملاً کنترل شده در کارخانه نصب مى شوند و به غیر از وظیفه اى که براى آن طراحى شده اند قادر به انجام کار دیگرى نیستند. این وظیفه مى تواند در حد بسته بندى تولیدات، کنترل کیفیت و جدا کردن تولیدات بى کیفیت و یا کارهاى پیچیده ترى همچون جوشکارى و رنگزنى با دقت بالا باشد.

نوع دیگر روباتها که امروزه مورد توجه بیشترى است روباتهاى متحرک هستند که مانند روباتهاى جابه جا کننده در محیط ثابت و شرایط کنترل شده کار نمى کنند، بلکه همانند موجودات زنده در دنیاى واقعى و با شرایط واقعى زندگى مى کنند و سیر اتفاقاتى که روبات باید با آنها روبه رو شود از قبل مشخص نیست. در این نوع روبات هاست که تکنیک هاى هوش مصنوعى باید در کنترل کننده روبات (مغز روبات) به کار گرفته شود. روباتهاى متحرک به دسته هاى زیر تقسیم مى شوند: روباتهاى چرخ دار با انواع چرخ عادى و یا شنى تانک و با پیکربندى هاى مختلف یک، دو یا چند قسمتى روباتهاى پادار مثل سگ اسباب بازى AIBO ساخت سونى یا روبات ASIMO ساخت شرکت هوندا.

3- روباتهاى پرنده

4- روباتهاى چند گانه (هایبرید) که ترکیبى از روباتهاى بالا یا ترکیب با جابه جا گرها هستند.

مزایاى روباتها:

1- روباتیک و اتوماسیون در بسیارى از موارد مى توانند ایمنى، میزان تولید، بهره و کیفیت محصولات را افزایش دهند.

2- روباتها مى توانند در موقعیت هاى خطرناک کار کنند و با این کار، جان هزاران انسان را نجات دهند.

3- روباتها به راحتى محیط اطراف خود توجه ندارند و نیازهاى انسانى براى آنها مفهومى ندارد. روباتها هیچگاه خسته نمى شوند.

4- دقت روباتها خیلى بیشتر از انسانهاست، آنها در حد میلى یا حتى میکرو اینچ دقت دارند

5- روباتها مى توانند در یک لحظه چند کار را با هم انجام دهند، ولى انسانها در یک لحظه تنها یک کار انجام مى دهند.

معایب روباتها:

1- روباتها در موقعیت هاى اضطرارى توانایى پاسخگویى مناسب ندارند که این مطلب مى تواند بسیار خطرناک باشد.

2- روباتها هزینه بر هستند

3- قابلیت هاى محدود دارند یعنى فقط کارى را که براى آن ساخته شده اند انجام مى دهند.

 ما به جایی رسیده‌ایم که که بدون حل کردن برخی از مشکلات و مسایل فیزیک، نمی‌توانیم در مورد حقایق و پدیده‌های جالب و شگفت‌انگیز دیگر فیزیکی، اطلاعات بیشتری کسب کنیم. برای درک مفاهیمی مثل خاستگاه و بنیاد جهان هستی، سرنوشت نهایی سیاهچاله‌های فضایی یا امکان سفر در زمان، نیاز داریم که بدانیم جهان هستی چگونه ادامه‌ی حیات می‌دهد.

 

 ما به جایی رسیده‌ایم که که بدون حل کردن برخی از مشکلات و مسایل فیزیک، نمی‌توانیم در مورد حقایق و پدیده‌های جالب و شگفت‌انگیز دیگر فیزیکی، اطلاعات بیشتری کسب کنیم. برای درک مفاهیمی مثل خاستگاه و بنیاد جهان هستی، سرنوشت نهایی سیاهچاله‌های فضایی یا امکان سفر در زمان، نیاز داریم که بدانیم جهان هستی چگونه ادامه‌ی حیات می‌دهد.
 هم‌اکنون یک ایده‌ی خوب در ذهن ما هست که می‌تواند منتج به کشف حقیقت و بنیاد هستی شود. علم فیزیک در قرن بیستم بر پایه‌ی انقلابهای دوگانه‌ی مکانیک کوانتومی (تئوری ماهیت جسم) و نظریه‌ی معروف اینشتین در مورد فضا، زمان و جاذبه معروف به نسبیت، بنا شده است. اما وقتی شما به دو تعریف نهایی از واقعیت دست پیدا می‌کنید زمانی که تنها یک واقعیت را موجود می‌بینید، این راضی‌کننده نیست.
 تلاش برای یگانه‌سازی این دو تئوری، موانع تکنیکی فنی و مفهومی وحشتناکی را بر سر راه بهترین نظریه‌پردازان فیزیک در طول دهه‌های گذشته قرار داده و آنان را به چالش کشیده است. برای مثال از آنجایی که جاذبه، خودش را به عنوان یک عامل ایجاد انحراف در فضای چهاربعدی زمان-مکان معرفی می‌کند، پذیرش نظریه‌ی کوانتومی در مورد جاذبه ایجاد مشکل می‌کند. از یک جهت، این به معنای پذیرش شک و تردید هایزن‌برگ در مورد فرضیات موجود راجع به زمان – مکان به شکل فی‌نفسه است که قطعاً مشکل‌ساز خواهد بود.
 اما ممکن است این تردیدها، یک معنای دیگر هم داشته باشند و آن به معنای وجود یک مشکل در رابطه با گرایش و رویکرد ما نسبت به قضیه است. شاید ما نباید مفهوم جاذبه را به تنهایی بررسی کنیم. اکثر تلاشهایی که برای یکسان‌سازی نظریات موجود در مورد جاذبه انجام شدند، خود منجر به این گشتند که تعریف کیفیت و کمیت جاذبه، وارد یک بحث و میدان جدید شود که به ناچار همه‌ی نیروهای طبیعت مانند همه‌ی اجزای زیراتمی را به یک چارچوب تئوریک محدود می‌کند. این ایده‌یی است که برخی از فیزیک‌دانها آن را "تئوری همه‌چیز" می‌خوانند.
 نظریه‌ی جدیدی که در حال حاضر مطرح می‌شود، نظریه‌ی "فرا-رشته‌یی" است که به وجود حلقه‌های کوچک و ریز رشته‌یی اتمی به عنوان سازنده‌ی همه‌ی مواد حکم می‌دهد. فرضیه‌ی دیگری که وجود دارد و به تئوری ام مشهور است هنوز کمی پیچیده و مبهم به نظر می‌رسد و می‌تواند به عنوان لایه‌یی که در ابعاد وسیعتر فضایی حرکت دارد، تصویر شد. اما مرحله و روند پیشرفت در این نظریه‌ها در بهترین حالت، اینگونه جمع‌بندی می‌شود که هیچ کس دقیقاً به یاد نمی‌آورد وجود حرف "M” در نظریه‌ی ام، دقیقاً به چه دلیلی است و چه واژه‌یی را تداعی می‌کند. راه درازی در پیش است...

 ?) آیا "ضدجاذبه‌"ی اینشتین واقعاً یک اشتباه بود؟

 اینشتین، ضدجاذبه را بزرگترین اشتباه خود می‌شمارد. اما به نظر می‌رسد که او با اضافه کردن یک نظریه‌ی ضدجاذبه به فرضیه‌ی نسبیت خود که آن را شرط فلسفه‌ی انتظام گیتی می‌خوانند، کار درستی انجام داده است.
 این شرط اضافه در فرضیه‌ی نسبیت، به فضا یک خاصیت تدافعی نسبت می‌دهد به این معنا که فضا خودش را دفع می‌کند، گسترده‌تر می‌شود و هرچه سریعتر این روند افزایش گستردگی ادامه می‌یابد. اینشتین این عامل به ظاهر بی‌ارزش را اضافه کرد چرا که تصور می‌شد جهان هستی ثابت است و بی‌حرکت. در نتیجه نیاز بود تا نیرویی وجود داشته باشد و قدرت کشش جاذبه‌یی زمین را بالانس و دچار تعادل کند که مواد موجود بر روی زمین، کوچک و کوچکتر نشوند.
 اما در دهه‌ی ????، ادوین هابل کشف کرد که جهان هستی خود به خود در حال گسترش و افزایش است. در نتیجه اینشتین نیز نظریه‌ی "تعادل انتظامی گیتی" را به دلیل ترس، پس گرفت!
 اما به نظر می‌رسد این ایده نباید محو شود. نظریه‌ی کوانتومی میدانها، ثابت می‌کند که حتی فضاهای خالی نیز با انرژی زیاد در حال طغیان و جنب و جوش هستند. در واقع همان تاثیر جاذبه‌یی g=?? که نظریه‌ی ضدجاذبه‌ی اینشتین را توصیف می‌کند. این نظریه در مورد قدرت دافعه‌ (که در مقابل جاذبه مطرح می‌شود) مقداری گنگ و مبهم است اما به آن یک ارزش تخمینی می‌دهد.
 تقریباً 10 سال پیش، فضانوردان متوجه شدند که سرعت گسترش ابعاد جهان هستی در حال افزایش است و در نتیجه نظریات آزمایش خود در مورد نیروی ضدجاذبه را مطرح کردند. در عین ناباوری و سرگردانی فیزیکدانها هم این فضانوردان، قدرت ضدجاذبه را شامل ??? نیرو دانستند که ?? بار از مقدار پیش‌بینی‌شده‌ی قبلی کوچکتر است.
 این نتیجه، بسیار گمراه‌کننده و عجیب است. اگر تعادل برقرار شده میان جاذبه و دافعه، مقداری برابر با صفر بود، در نتیجه یکی از قوانین عمیق و مهم طبیعی در موردش صدق می‌کرد اما یک عدد غیرصفر که تازه با تئوری ابتدایی نیز غیرقابل مقایسه شناخته شده را نمی‌شود تعبیر کرد.
 برای وخیم‌تر کردن شرایط، کیهان‌شناسان به ایده‌یی علاقه‌مند شدند که نیروی دافعه‌ی بسیار قوی و بزرگی در اولین مرحله‌ی تفکیک پس از انفجار بزرگ یا Big Bang را مطرح می‌کند چرا که این نظریه، سناریوی جذاب و محبوب مربوط به زمین غیرمسطح و در حال افزایش حجم را تایید می‌کند. با توجه به این تئوری، جهان هستی پس از تولد و شکل‌گیری، با سرعتی غیرقابل باور توسط یک عامل قدرتمند و عظیم، تغییر حجم داد و این نیرو را قدرت ضدجاذبه یا دافعه ایجاد نمود.

در نتیجه اگر بخواهیم دلیل و برهانی بر این افزایش حجم سریع و روزافزون بیابیم، به نظریه‌یی نیاز داریم که توضیح دهد چرا ضدجاذبه در ابتدا بسیار قوی و شدید بود، سپس با شتاب و سرعت کاهش مقدار پیدا کرد و سپس به مقداری در حوالی صفر رسید. به عبارت دیگر، ما می‌خواهیم بدانیم که چرا نیروی ضدجاذبه، تقریباً در اولین فازهای شکل‌گیری جهان هستی حذف و محو شد اما به طور کلی از بین نرفت؟
 یک احتمال این است که نیرو بر اثر گذشت زمان، محو می‌شود. احتمال دیگر می‌تواند این باشد که نیرو در فضا تغییر می‌کند و در نتیجه ممکن است از ورای دوربین تلسکوپهای ما، همه چیز بسیار بزرگتر از آنچه هستند نشان داده شوند. اگر اینگونه است، در نتیجه هر جسمی در آن منطقه، با سرعت در کهکشانها و ستاره‌های دیگر پخش و متلاشی می‌شد و در نتیجه اصلاً هیچ ناظری نمی‌توانست حضور داشته باشد تا نیرو را اندازه بگیرد.
 آنچه که ما نیاز داریم، یک تئوری است که قدرت نیروی دافعه یا ضدجاذبه را به اندازه‌ی بخشی از قدرت همه‌ی نیروهای موجود در طبیعت برای ما تعریف کند. متاسفانه به نظر نمی‌رسد که تئوریهای موجود مثل تئوری فرارشته‌یی یا تئوری "ام"، این میزان خاص را مشخص کنند و مقدار کمی که باقی می‌ماند هم همچنان ناشناخته و اسرارآمیز خواهد بود. در نتیجه باید دوباره به سوال یک رجوع کنیم!

 ?) چرا ما در سه بعد زندگی می‌کنیم؟

 آیا اینکه زمین ما سه بعد دارد، اتفاقی است یا باید برایش دنبال یک تعبیر عمیقتر گشت؟ بعضی از تئوریسین‌ها معتقدند که فضای به وجودآمده بر اثر انفجار بزرگ، تنها به صورت اتفاقی از سه بعد تشکیل گشت و ممکن است قسمتهای دیگری از جهان هستی وجود داشته باشند که ابعادشان متفاوت باشد.
 مثلاً هیچ دلیل منطقی نمی‌توان یافت برای پاسخ به این سوال که چرا مثلاً جهان هستی فقط دو بعد ندارد. چندصد سال پیش، ادوین آبوت اثری به نام "زمین مسطح" نوشت که در آن جهانی دوبعدی را تصویر کرد. جهانی که در آن اجسام و موجودات حیات خود را تنها بر روی "سطح" ادامه می‌دادند. اما فیزیک جهان دوبعدی با فیزیک جهان ما بسیار متفاوت خواهد بود. برای مثال در فضای دو بعدی، امواج به شفافیت انتشار در فضای سه بعدی، پخش نمی‌شوند و باعث ایجاد انواع مشکلات در سیگنال‌رسانی و انتقال اطلاعات می‌گردند. و نیز از آنجایی که زندگی آگاهانه، به فرآیند انتقال درست و صحیح اطلاعات بستگی دارد، در نتیجه این تفاوتها کافی خواهند بود برای اینکه مشاهدات ما را تنها در حد مناطقی ناشناخته محدود نگاه دارند.
 تصور کردن فراتر از سه بعد نیز مشکلات مختلفی به همراه خواهد داشت. در چنین حالتی، سیستمهای نجومی و سیاره‌یی غیرممکن می‌شوند چرا که عکس قانون جاذبه یعنی قانون قدرتهای افزایشی به وجود خواهد آمد. در نتیجه به نظر می‌رسد که جهان سه بعدی تنها جهانی است که وجود دارد و فیزیکدانها می‌توانند درباره‌اش بنویسند. اما نکات ریزی وجود دارد که باعث می‌شود این فرضیه با شک و تردید همراه باشد.
 شاید فضا سه بعدی نیست و تنها اینگونه برای ما نشان داده می‌شود. شاید فضا ? یا ?? بعد دارد و حتی ابعاد بیشتر! برخی از تئوریهایی که قصد یکپارچه‌سازی نیروهای طبیعت را دارند مانند فرضیه‌ی فرا-رشته‌یی، امکان وجود تعداد ابعاد بیشتری نسبت به آنچه که ما می‌بینیم را رد نمی‌کنند.
 دلیلشان نیز این است که بسیاری از معادلاتی که برای توصیف وضعیت موجود به کار می‌روند، با در نظر گرفتن تعداد بیشتر ابعاد، نتایج بهتری می‌دهند! در نتیجه نمی‌توان آن را کاملاً بی‌معنی دانست. ابعاد اضافی فضا، سابقه‌ی حل بسیاری از مشکلات و مسایل حل‌ناشدنی فیزیک را دارند. برای مثال اینشتین برای توصیف کردن جاذبه، به یک بعد اضافی نیاز داشت و آن، زمان بود. و تئودور کالوتزا نیز یک بعد به سه بعد اثبات شده اضافه کرد چرا که می‌خواست نظریات جاذبه را با فرضیات ماکس‌ول در مورد الکترومغناطیس، همگون سازد.
 مطمئناً ما نمی‌توانیم بعد چهارم را ببینیم اما این هم احتمالاً یک دلیل دارد. این بعدهای اضافه، می‌توانند بسیار کوچک و فشرده شوند. یک لوله‌ی پلیمری آب را از دور در نظر بگیرید. مانند یک خط دراز و معوج به نظر می‌رسد. از یک بعد نزدیکتر آن را نگاه کنید. به شکل تیوب یا لوله دیده می‌شود. اما آنچه که در حقیقت این لوله را می‌سازد، یک سطح دایره‌یی شکل کوچک است که دور محیط لوله چرخیده است. به طور مشابه، بعد چهارم نیز می‌تواند چنین لوله‌یی باشد که دور فضای سه‌بعدی می‌چرخد اما آنقدر کوچک است که دیده نمی‌شود.
 در نتیجه تصور کردن ابعاد بسیار زیادتری که اینگونه در فضا پنهان‌ شده‌اند، به راحتی ممکن است. اما متاسفانه نظریه‌ی فرا-رشته‌یی هنوز دقیقاً سه بعد گشوده‌شده را تایید نمی‌کند در نتیجه برای تصور ما نسبت به جهان هستی هم تعریف درستی نمی‌توان ارایه داد.
 اما برای تصور کردن یک بعد جدید، راههای دیگری هم هست. فرض کنید نیروهای فیزیکی بتوانند نور و جسم را به یک صفحه‌ی سه‌بعدی مسطح یا ورقی‌شکل تقلیل دهند و محدود کنند در حالی که به برخی پدیده‌های دیگر فیزیکی اجازه می‌دهند تا وارد بعد چهارم شوند. ساکن شدن سطوح دو بعدی به جای اجسام سه‌بعدی در فضاهای مشخص باعث می‌شود تا هر جسم و پدیده‌یی به شکل طرح و نقشه‌اش نشان داده شود. مثلاً ما یک توپ کره‌یی شکل را به صورت دایره ببینیم! به طریق مشابه، ممکن است ادعا شود که ما در حال حاضر تنها تصویری سه بعدی از اجسام و مفاهیمی را می‌بینیم که در واقع چهاربعدی هستند.
 اما فضای "سه لایه‌یی" ما می‌تواند تنها در چهار بعد نیز محدود نشود. لایه‌های قابل کشف دیگری نیز می‌توانند وجود داشته باشند که در فضای چهاربعدی حضور دارند. اثبات این فرضیه، انجام آزمایشهایی تازه را می‌طلبد که وجود بعد چهارم را نیز به ما نشان دهد. اما این نظریه وجود دارد که برخورد لایه‌های چندبعدی در مقیاسهای این‌چنینی می‌تواند به تکرار شدن "انفجار بزرگ" منجر گردد در نتیجه حضور ما بر روی کره‌ی زمین شاید اصلاً موید همین مطلب باشد که فضا واقعاً سه‌بعدی نیست!

 ?) آیا سفر در زمان امکانپذیر است؟

 شاید سوال یک نیز بازگویی همین سوال باشد. ماهیت جسم و جاذبه‌ی کوانتومی را فراموش کنید. شاید این سوال را هر کسی دوست دارد که پاسخ دهد. سفر در زمان به یک موضوع علمی – تخیلی مورد علاقه و جذاب برای مردم تبدیل شد پس از اینکه اچ.جی. ولز، رمان نوگرایانه و جالب خود با نام "ماشین زمان" را نوشت. اما هرآنچه که اینجا مطرح شده، لزوماً علمی – تخیلی نیست. برای مثال سفر در زمان به سوی آینده، یک واقعیت علمی پذیرفته شده است. تئوری نسبیت اینشتین تایید می‌کند که یک جسم ناظر و مشاهده‌گر در برابر زمین، می‌تواند به سمت آینده‌ی زمین جهش کند. این تاثیر را ساعتهای اتمی ثابت کرده‌اند.
 اما اینگونه درگیر شدن با تار و پودهای زمان، به سرعتی مشابه سرعت نور نیاز دارد که شاید در تئوری قابل اثبات و ممکن باشد اما به یک شاهکار بزرگ مهندسی نیاز دارد، حتی اگر به بودجه و هزینه‌هایش فکر نکنیم. اما سفر در زمان به سمت عقب، مشکلات بزرگتری خواهد داشت. نسبیت، این فرضیه را تایید نمی‌کند که یک جسم ناظر بتواند در دو بعد زمان-مکان سفر کند و به عقب هم برگردد. اما در همه‌ی داستانها و سناریوها، چنین شرایط خارق‌العاده‌یی نیز در نظر گرفته شده است.
 یکی از راههای سفر به عقب در زمان، استفاده از یک "لانه‌ی مار" فضایی خواهد بود. تئوریسین‌ها معتقدند چنین تونل یا دروازه‌ی ستاره‌یی که دو نقطه را در ابعاد زمان – مکان به یکدیگر متصل کند، وجود دارد. اگر یکی‌شان را پیدا کنید و داخلش بپرید، چند لحظه‌ی بعد از نقطه‌یی دیگر در جهان هستی سردر خواهید آورد. آنها معتقدند اگر چنین چاله‌یی وجود داشته باشد، می‌توان آن را با ماشین زمان نیز مطابق و هماهنگ کرد. می‌توانید از طریق آن سفر کنید و نه تنها از یک مکان دیگر سر دربیاورید، که وارد یک زمان دیگر نیز بشوید. این "زمان" می‌تواند در گذشته یا آینده باشد.
 اگر امکان سفر به گذشته وجود داشته باشد، انواع پارادوکس‌ها و تضادها نیز اتفاق خواهند افتاد. مانند معمای یک مسافر زمان که به سالهای گذشته می‌رود و مادرش را وقتی یک کودک است، به قتل می‌رساند. از این تضادها می‌توان گریخت اگر اصرار بورزیم و بدانیم که هیچ چیز نمی‌تواند قانون علت و معلول و کنش و واکنش را از بین ببرد. اما سفری دوطرفه در مسیر زمان، هنوز پیچیده و غیرقابل هضم است.
 برای بسیاری از فیزیکدانها، این مساله بسیار غیرعقلانی است. استفان هاوکینگز نظریه‌ی "تخمین محافظت از تسلسل وقایع" را مطرح می‌کند و معتقد است که یک نیرو یا عامل خاص باعث می‌شود تا اجسام فیزیکی یا نیروها نتوانند به گذشته برگردند. این مساله شاید به دلیل موانع و سدهای فیزیکی اساسی بر سر راه ساخت ماشین زمان اتفاق می‌افتد. برای مثال انرژی خلاء کوانتومی در صورتی که هیچ محدودیتی برای ورود به حفره‌های ماری فضا نداشته باشد، طغیان خواهند کرد و دفع خواهند شد.
 این مساله همچنان لاینحل باقی مانده اما موضوعی است که بسیاری از مردم، وقت و تلاش خود را صرف آن می‌کنند. همانطور که هاوکینگز اشاره کرده، صرف هزینه برای تحقیق در مورد سفر به زمان بسیار سخت است. در نتیجه به نظر می‌رسد برهان یا تکذیبیه‌یی برای حل این مساله، خود به مشکلات عمومی دیگر منجر شود. مانند طرح یک نظریه‌ی رام‌شدنی و قابل دسترسی در مورد جاذبه‌ی کوانتومی.

 ?) آیا ما در یک صافی کهکشانی زندگی می‌کنیم؟

 سیاهچاله‌های آشنای کهکشانی همچنان می‌توانند باعث ایجاد بهت و حیرت برای فیزیکدانهای تئوریست شوند. یک سیاهچاله‌ی فضایی می‌تواند زمانی که یک ستاره‌ی بزرگ آتش می‌گیرد و محو می‌شود، تشکیل گردد. هسته‌ی آن بر اثر جاذبه‌ی درونی فراوان، به دو نیم تقسیم می‌شود. اگر جسم به لحاظ شکلی، کروی باشد، آنگاه همه‌ی مواد تجزیه‌شده از ریشه با نسبتهای مساوی به سمت مرکز هندسی هسته، ریزش می‌کنند در نتیجه مقدار میدان چگالنده و میدان جاذبه به بی‌نهایت میل خواهد کرد. تا زمانی که جاذبه، خود را به عنوان تاروپودی از هندسه‌ی مکان – زمان معرفی می‌کند، میزان خمیدگی و پیچش این دو بعد یعنی زمان و مکان، به بی‌نهایت میل خواهد کرد و برای زمان – مکان یا هر دوی آنها، یک خط مرز و محدوده خواهد ساخت. ریاضیدانها، این پدیده را تکین یا فردیت می‌نامند.
 هیچ کس نمی‌داند که از این فردیت‌ها، چه چیزی حاصل می‌شود. آیا فضا-زمان، همانجا به پایان خواهد رسید یا این فردیتها به از کارافتادگی نظریات ما منجر می‌شوند؟ اگر زمان – مکان مرز و حدودی داشته باشد، آنگاه پیش‌بینی کردن حاصل آن نیز غیرممکن خواهد بود. از آنجایی که پیش بینی و فلسفه‌ی جبر و تقدیر، پایه‌ی همه‌ی تصاویر علمی و منطقی از جهان حاضر را تشکیل می‌دهد، فردیتها می‌توانند پا را از مرزهایی فراتر بگذارند که علم نمی‌تواند.
 وقتی یک سیاهچاله‌ی فضایی، حاصل یک تفرد را در بربگیرد، آن دیگر پوشیده و مستور می‌شود و دیگر تهدیدآمیز نیست. در ????، راجر پنروز، فرضیه‌ی "سانسور فضایی" را مطرح کرد. در این فرضیه، اعتقاد بر این بود که همه‌ی تفردهای ایجادشده بر اساس کاهش جاذبه، قاعدتاً توسط سیاهچاله‌های فضایی پوشیده می‌شوند و در نتیجه برای ما غیرقابل مشاهده هستند. راه چاره نیز غیرقابل دسترسی بود یعنی وجود تفردهای ناپوشیده که می‌توانند باعث اتفاقاتی بدون توجیه و دلیل منطقی و عقلانی شوند.
 سپس چند سال بعد، استفان هاوکینگز، یک پیچیدگی دیگر در مورد این مساله را نیز مطرح کرد. او متوجه شد که سیاهچاله‌ها، امواج گرمایی از خود منتشر می‌کنند و به آرامی تجزیه می‌شوند. تئوریسین‌های فیزیکی، آنچه که ممکن بود در پایان اتفاق بیفتد را اینگونه تصور کردند: آیا این تبخیر و تبدیل در نهایت، تفردهای موجود در دل سیاهچاله‌ها را نمایان و بی‌پرده خواهد کرد؟
 این مساله در مباحث مربوط به تئوری اطلاعات نیز به شکلی دیگر مطرح شد. وقتی ستاره‌یی از یک سیاهچاله برمی‌خیزد، محتوای اطلاعات جزیی ستاره (مانند تعداد اجزا و ذره‌هایی که از آن تشکیل شده است و از هر نوع ذره و قسمت، چند تکه عضو در ستاره به کار رفته) برای یک ناظر بیرونی، غیرقابل مشاهده خواهد بود.
 در نتیجه زمانی که یک سیاهچاله‌ی فضایی از بین می‌رود، آیا اطلاعات بر اثر نوعی از تابش که هاوکینگز مطرح کرد، دوباره برمی‌گردند؟ این سیاهچاله‌ها به نظر می‌رسد به وضوح در همه‌جای جهان هستی وجود دارند و حاضر هستند. اگر پیچ‌ و تابهای موجود در حفره‌های ماری (حفره‌های تکینی) باعث آشکار شدن یک چاله‌ی جدید در بعد فضا – زمان می‌شوند، پس می‌توان نتیجه گرفت که جهان هستی مثل یک کف‌گیر یا صافی فضایی در حال نشست کردن است؟ اگر اینگونه است، پس محتویاتش به کجا می‌روند؟
 

?) جهان هستی از چه چیز ساخته شده است؟

 دریغ و افسوس که این سردرگمی همچنان ادامه دارد. فیزیکدانها دقیقاً نمی‌دانند و مطمئن نیستند که آنجا چه چیزهایی هست. در نجوم اینگونه مطرح می‌شود که آنچه شما می‌بینید، دقیقاً آنچه نیست که وجود دارد. ستاره‌ها، سیاره‌ها و توده‌های غبار موجود در فضا از اتم‌های معمولی تشکیل شده‌اند. اما برای هر گرم از اجرام معمولی در جهان هستی، چندین گرم اجرام نادیده و ناشناخته وجود دارد.
 ما این را از نوع حرکت ستاره‌ها می‌دانیم. کهکشان راه شیری بیش از حد تند می‌چرخد و این برای نیروی جاذبه ایجاد مشکل می‌کند که همه‌ی اجسام و اجرام قابل مشاهده‌ی بر روی آن را نگاه دارد. ستاره‌های اطراف نیز اگر مقدار زیادی از اجرام و اجسام فضایی در اطرافشان در حال کشیده شدن نبودند، حتماً سقوط می‌کردند. کهکشانهای دیگر نیز همین‌گونه اند. حجم زیادی از مواد و اجرام نادیده و ناشناس در بین کهکشانها وجود دارند که آنها را به دسته‌های در حال جنب و جوش و آسیاب کردن تبدیل می‌کنند.
 اگر جهان هستی را یک کل در نظر بگیریم، آنگونه که گسترش پیدا می‌کند و پس‌زمینه‌ی کهکشانی در حال ساطع کردن امواج گرمازا (پس‌فروزشهای در حال محو شدن پس از انفجار بزرگ) یعنی همه‌ی اجزای ظاهری و قابل رویت جهان هستی، به وجود یک اصل فراگیر و نافذ اشاره می‌کنند، یعنی جهان پنهان هستی.
 تئوریهای این‌چنینی در مورد ماهیت ماده یا "جرم تاریک" باز هم وجود دارند. از دسته‌های بزرگ سیاهچاله‌های فضایی گرفته تا ذرات ریز تجزیه شده‌ بر اثر انفجار بزرگ. اساساً در این مورد، سه ایده‌ی اصلی وجود دارد. نخستین ایده، نظریه‌ی "انرژی تاریک" است که مانند اجرام محو و پنهان درون فضا به شکل یکسان و یکنواخت پراکنده شده‌اند، رفتار می‌کند. مشاهدات به ما نشان می‌دهد که این اجرام می‌توانند بیش از دو سوم کل مواد جهان هستی را تشکیل دهند. نظریه‌ی دوم، نظریه‌ی "اشیای نورانی فشرده و حجیم" معروف به MACHO است. اشیایی مانند کوتوله‌های قهوه‌یی فضایی! فضانوردان، برخی از آنها را کشف کرده‌اند اما برای تشکیل دادن باقی‌مانده‌ی جهان هستی، این اشیا بسیار ناچیز هستند.
 در نهایت، اجزا و ذرات ریز زیراتمی مانند نوترونها را داریم. این اجرام روان و سیال به سختی با دیگر اجرام و مواد تعامل می‌کنند و بسیار گنگ و نامعلوم به نظر می‌رسد که آیا آنها به کره‌ی زمین هم وارد می‌شوند یا نه. تعداد بسیار زیادی از آنها وجود دارند که شاید هر گروه یک میلیارد نوترونی از آنها، فقط به اندازه‌ی یک نوترون در برابر تمام مقادیر موجود در گیتی به حساب بیاید اما احتمالاً این ذرات جرم بسیار کمی دارند و بخش کوچک و ناچیزی از مواد و اجرام موجود در جهان را تشکیل می‌دهند.
 تئوریسین‌ها معتقد به وجود نوع دیگری از ماده‌های پرنفوذ هستند که جرم قابل توجه و فراوانی دارند و به عنوان WIMP یا "ذرات حجیم کم‌تعامل" شناخته می‌شوند و آزمایشها برای به دست آوردن و جمع‌آوری آنها در حال انجام است.
 ایده‌های عجیب و هیجان‌انگیز دیگری مانند مواد و اجرام پنهان شده در بعد چهارم یا وجود یک جهان دیگر در سایه‌ی کهکشهانهای شناخته شده نیز مطرح شده‌اند. شاید ماهیت جهان تاریک، مرکبی از بسیاری چیزها باشد که بسیاری از آنها هنوز هم ناشناخته‌اند. آنچه که واضح و مبرهن است اینکه به نظر می‌رسد اتمهای معمولی و رایجی که ما و کره‌ی زمین از آنها ساخته شده‌ایم، تنها بخش کوچکی از کل جرم و ماده‌ی موجود در جهان هستی را شامل می‌شود که بخش عمده‌ی آن را ناشناخته‌ها تشکیل می‌دهند.

 ?) این سوالهای من از کجا می‌آیند؟

 
 هوشمندی و آگاهی انسانها از کجا می‌آید؟ چرا برخی الگوها و صفحات سلولی الکتریکی مانند صفحات سلولی در مغز، دارای احساس و اندیشه هستند در حالی که برخی دیگر از این صفحات مانند سلولهای سراسری در دستگاه گوارش یا دستگاه تنفسی احتمالاً چنین احساساتی را ندارند؟ یا از سوی دیگر، چگونه می‌شود که مفاهیم انتزاعی و غیرجسمانی مانند تفکرات یا آرزوها می‌توانند الکترونها و یون‌ها را به سمت مغز حرکت دهند و دستگاه حرکت فیزیکی بدن را تحریک نمایند؟
 یا آیا این سوالات فقط مغلطه‌ی بی‌معنا و بی‌مورد مفاهیم هستند؟ آیا فیزیکدانها این سوالات را به راحتی پاسخ می‌دهند؟ عده‌یی فکر می‌کنند که این سوالها برای فیزیکدانها، به آسانی پاسخ داده می‌شوند. ارتباط دادن جهان مادی و جهان معنوی، چیزی است که اکثر فیزیکدانها از آن اجتناب و دوری می‌کنند. اما اگر فیزیک مدعی باشد که یک علم جهان‌شمول و عمومی است، می‌توان نتیجه‌گیری کرد که آگاهی و معرفت علمی، تعریفی عام و تلفیقی از هر دوی این مفاهیم است.
 مکانیک کوانتومی به عنوان یک کلید در این زمینه شناخته شده است. بیشتر به این دلیل که ناظر بیرونی، نقشی اساسی در تعریف و تعبیر سیستمهای کوانتومی بازی می‌کند. اما هنوز راه زیادی مانده تا این موضوع روشن شود که تاثیرات کوانتومی می‌تواند به کل دستگاه و مجموعه‌ی نورونها و سلولهای عصبی برسد یا نه.
 شاید کلید رسیدن به پاسخ، رجوع کردن به تعریف زندگی است. هیچ کس نمی‌داند که دقیقاً چگونه، کجا و چه زمانی، حیات شروع شد. شاید تلفیقی از مواد شیمیایی بی‌جان، در ابتدا منجر به تشکیل شدن بدن یک موجود زنده شد. به نظر نمی‌رسد که این اتفاق به شکل آنی و لحظه‌یی و در یک مرحله افتاده باشد و بی‌هیچ گفت‌وگویی، می‌توان ادعا کرد که یک فرآیند فیزیکی پیچیده و طولانی طی شده اما هنوز مشخص نیست که این سیر تکامل حیات، از مشکلات و مسایلی است که باید در حوزه‌ی فیزیک بررسی شود یا نه.
 گاهی اوقات ادعا می‌شود که زندگی بر پایه‌ی قانونهای فیزیکی نوشته شده است. البته این مساله درست است که اگر این قوانین اندکی متفاوت بودند، زندگی به طور کلی دگرگون می‌شد اما هیچ چیزی در این قانونهای شناخته شده وجود ندارد که جسم یا مفهومی را به ساماندهی در زندگی مجبور کند. اگر قانون حیات نیز در طبیعت وجود داشته باشد، نمی‌توان در لابه‌لای قانونهای فیزیکی آن را یافت که خاستگاهش، نظریاتی چون تئوری اطلاعات و... است. علاوه بر اینها، یک سلول زنده، نوعی از ماده‌ی ناشناخته و جادویی نیست که یک سیستم و نظام بسیار پیچیده‌ی پردازش و تکرار اطلاعات است.
 قوانین حاکم بر تئوری اطلاعات یا تئوری پیچیدگی، همچنان مورد استفاده هستند. در سطح مشابه و از سوی دیگر، همانطور که اروین شرودینگر در دهه‌ی ???? ادعا کرده بود، مکانیک کوانتومی نیز نقش مهمی در تاریخچه‌ی حیات بازی می‌کند.
 هرچند که قوانین مربوط به پردازش کوانتومی اطلاعات، به شکل قابل ملاحظه‌یی با سیستمهای کلاسیک بیولوژیک تفاوت دارند اما می‌توانند کلیدی برای حل این مشکلات و پاسخ به این سوالها باش

سوپ ِ کوارک-گلوئون (quark-gluon plasma) یک حالت جدید ماده است. اما نه برای جهان چون دنیا یادش هست که وقتی فقط یک میلیاردیم ثانیه عمر داشت، به مدت ده میلیونیم ِ ثانیه به شکل همین سوپ بوده، پس این چشمهای ما آدمهاست که تا حالا چنین حالت جدیدی از ماده ندیده اند، نه جهان. سوپ ِ کوارک-گلوئون در واقع نوعی پلاسماست که در آن کوارکها و چسبهای بین کوارکها (یعنی ذراتی بنام گلوئونها) به حالت آزاد وجود دارند. انتظار می رود که چنین سوپی در قلب ستاره های نوترونی هم وجود داشته باشد.

فیزیکدانان شتابدهنده ی RHIC هفت روز قبل خبر دادند که چنین سوپی را توانستند رد گیری کنند. به اینصورت که دو باریکه ی طلا را کله به کله به هم زدند. با این کار گرما و فشار بشدت بالا می رود و پروتونها و نوترونها می توانند تغییر فاز بدهند و کوارکها و چسبهای بین آنها (گلوئونها) برای مدت بسیار کوتاهی از هر قید و بندی آزاد شوند. این همان سوپیست که از آن سخن رفت. همه ی اینها قبلا در نظریه ی کرومودینامیک کوانتومی تمام پیش بینی های مربوط به این سوپ ساخته شده.

بدلیل محدودیت ِ امکانات زمینی در تولید فشار و دما تا کنون نتوانسته بودیم چنین محیطی را فراهم کنیم. هنوز هم تیم ِ توماس کرک (Thomas Kirk) که این برخورد طلا-طلا را سازمان داده اند، نمی خواهند ادعای ساختن ِ اولین سوپ ِ کوارک-گلوئون (quark-gluon plasma) روی این سیاره را بکنند، چون همه چیز در آنی رخ می دهد و دقتها را باید کمی بیشتر کرد. تا امروز چهار آزمایش مختلف انجام شده اند تا امضای این سوپ یافته شود.

کاری که در RHIC انجام شد بطور ِ خلاصه عبارت بود از برخورد دو باریکه ی طلا از رو به رو (کله به کله) با هم. اینکار باعث می شود نزدیک به 400 پروتون و نوترون در محل برخورد وجود داشته باشند. دمای آن منطقه حدودا 300 میلیون برابر ِ دمای سطح خورشید می شود که در این دما (که البته تقریبا نزدیک به دمای ثانیه ی اول جهان است) پروتونها و نوترونها دیگر نمی توانند بصورت ذره ای باشند و گلوئونهایی که بین کوارکهای پروتونها و نوترونها کشش ایجاد می کنند، آزاد می شوند و کوارکها هم آزاد می شوند. پس معجونی از گلوئون و کوارک پدید می آورد که به سوپ QGP یا سوپ ِ پلاسمایی ِ کوارک-گلوئون معروف است.

چون زمان ِ بوجود آمدن ِ سوپ بسیار کم است بنابراین خود ِ سوپ را نمی توان دید بلکه اثرات ِ آن قابل مشاهده است. بوجود آمدن ِ سوپ علائمی چون جهش ذراتی از آن منطقه در جهتهای مخالف دارد که به جت (jet) معروفند.

جت ها یا ذرات ثانویه ای که بعد از تولید سوپ ِ کوارک-گلوئون در RHIC آشکار شدند کمتر و نامتقارن تر از این شکل در آزمایش برخورد دوترون-طلا هستند.

یکی از نکات مهم در پخش شدن ذرات ِ بعد از خلقت ِ سوپ کوارک-گلوئون اینست که این ذرات ِ ثانویه یا جت (jet) که انتظار می رفت بصورت جفت در جهتهای مخالف ِ هم دیده شوند نقصهایی داشتند به این معنی که اگر جتی از یک طرف ظاهر شد، جفتش با همان تکانه در جهت مخالف مشاهده نمی شود. از همه مهمتر اینست که تعداد جتهایی که بعد از برخورد کله به کله ی طلا مشاهده می شود بسیار کمتر از تعدادیست که پیش بینی می شد. مثلا در برخوردی ضعیفتر که همین دو سه ماه پیش در همین RHIC رخ داد و در آن مولکول سبکتر ِ دوترون به طلا خورد تعداد جتهای بیشتری بوجود آمدند. البته در آن هنگام دما خیلی بالا نرفت و جت هایی که تشکیل شدند امضای سوپ ِ مورد نظر را نداشتند.

اینکه جتها در اینجا آنچنان زیاد نیستند و تقارن در پخش شدن هم ندارند، از نظر تئوری توجیه شد و متوجه شدیم که یک حوضه در محل برخورد دو باریکه ی طلا وجود دارد که مثل یک دیواره ی اتش عمل می کند و اگر کوارکی از آن بیرون بیاید مشاهده پذیر می شود و ثابل آشکارسازی، و اگر بیرون نیاید و آشکار نشود به این معنیست که کوارک در آن حوضه به دام افتاده و برهم کنش کرده. به این پدیده «جت خوری (jet quenching) » می کویند. پس قانون بقای تکانه به نحوی پایسته می ماند.

تشکیل ِ شرایط ِ ابتدای جهان روی زمین کار بزرگیست که می تواند بسیاری از پرسشها را پاسخ دهد.