در پنجمین نشست از سلسله نشست‌های کمیسیون تاریخ علم مطرح شد؛

نگاهی کوتاه به تاریخچه قوانین حرکت

نگاهی کوتاه به تاریخچه قوانین حرکت
پنجمین نشست از سلسله نشست‌های کمیسیون تاریخ علم فرهنگستان علوم با همکاری گروه مطالعات اسلامی فرهنگستان علوم، با عنوان «نگاهی کوتاه به تاریخچه قوانین حرکت»، با سخنرانی دکتر حسن ظهور، رئیس گروه علوم محیط زیست فرهنگستان علوم و با حضور جمعی از استادان، پژوهشگران و دانشجویان این حوزه برگزار شد.
به گزارش روابط عمومی و اطلاع‌رسانی فرهنگستان علوم، کمیسیون تاریخ علم فرهنگستان علوم با حضور دکتر غلامرضا اعوانی، رئیس کمیسیون تاریخ علم، و جمعی از متخصصان، پژوهشگران و دانشجویان این حوزه به صورت حضوری و برخط برگزار شد.

 

این نشست با مقدمه‌ای کوتاه درباره مبادی فلسفی حرکت از سوی دکتر اعوانی آغاز شد. وی در آغاز سخنان خود با اشاره به تقسیم‌بندی‌های فلسفی حرکت گفت: «در علم فلسفه، حرکت دارای انواع مختلف است. یکی حرکت کمّی که در آن حرکت جسم از حیث زیادت و نقصان مورد بررسی قرار می‎گرفته است. دیگری حرکت کیفی که به آن استحاله می‎گفتند. مثلاً رنگ گیاه عوض می‎شود و این تغییر رنگ، نوعی استحاله است. همچنین، کیفیات نفسانی، مانند کسبِ فضائل انسانی و علم‌آموزی، نیز نوعی حرکت است.»

 

وی در ادامه به نوع دیگری از حرکت در فلسفه اشاره کرد و افزود: «از دیگر انواع حرکت، تبدیل قوه به فعل بوده است، مانند بذری که تبدیل به درخت می‎شود. حکمای قدیم برای این حرکات، عللی نیز قائل بودند که در علوم امروزی دیگر بدان‎ها توجهی نمی‎شود، اما از منظر حکمی دارای اهمیت است. این علل، عبارت بودند از علت صوری، مادی و غائی. اعتقاد به این که هر مکانیسمی غایتی دارد. حتی ارسطو معتقد بوده است که نه تنها هر مکانیسمی غایتی دارد، بلکه اصلاً برای برای وجود همان غایت پدید آمده است و اگر غایت وجود نداشت، آن مکانیسم هم وجود نداشت. افلاطون هم بر این علل، یک علت دیگر با عنوان علت رب‌النوعی، اضافه کرده است.»

 

رئیس کمیسیون تاریخ علم در ادامه با اشاره به دیدگاه حکمای گذشته درباره منشأ حرکت گفت: «یعنی تمام این حرکت‌هایی که مشاهده می‌شود، در عالم بالا، تحت فرمان آن رب‌النوع است و خداوند را نیز محرک لایتحرک می‎داند. حکمای گذشته بر این عقیده بودند که در عالم باید یک فعلیتِ محض وجود داشته باشد. زیرا هر قوه و هر قابلیتی برای تبدیل شدن به فعل خود احتیاج به فعل دارد. پس در عالم نیز باید یک فعلیتِ محض باشد که اصل تمام حرکات عالم باشد که بدان لقب متحرک لایتحرک داده بودند.»

 

وی همچنین به برخی دیگر از تقسیم‌بندی‌های حرکت اشاره کرد و افزود: «البته حرکات دیگری مانند انواع حرکات قسری که خلاف حرکت طبیعی است و حرکات ارادی که آن را حرکت نفسانی می‌دانستند نیز وجود داشته است. برخی مانند افلاطون هر حرکتی را از نفس می‎دانستند. چون تمامی موجودات، زنده هستند و اگر نفس نباشد، حرکت آن‌ها دارای هیچ صفتی نیست و معدوم است.»

 

دکتر اعوانی در بخش پایانی سخنان خود به نگاه حکمای قدیم به مسیر حرکت اجرام پرداخت و گفت: «مسأله دیگر، مسیر حرکت اجرام بوده است. از دید این حکما، تمامی اجرام در مسیری دایره‌ای شکل، حرکت می‌کردند. زیرا در این شکل حرکت، بیشترین حرکت در کمترین مکان قابل انجام بوده است. این نوع حرکت را نوعی تشبه به خدا می‌دانستند و معتقد بودند که هر جسمی با حرکت خودش به دنبال این است که نوعی تشبه الهی پیدا کند.»

 

در ادامه، دکتر ظهور با اشاره به این مطلب که اصول آفرینش جهان بر اساس قوانین استوار بوده است، افزودند: «قوانین بر کل نظام آفرینش حاکم است. به عبارت دیگر کل جهان به همراه قوانین مرتبط با پدیده‌ها آفریده شده است. بشر با گسترش علم و کشف علوم جدید، به تدریج به بخشی از این قوانین پی برده و بدین ترتیب آگاهی انسان از پدیده‌های جهان بیشتر می‌شود. در بیانی دیگر جهان هستی تماماً بر اساس قوانین حاکم بر کل هستی، فعل و انفعالات، کنش‌ها و واکنش‌ها، و حرکات انتقالی و دورانی آفریده شده است.»

 

وی در ادامه به تعریف و مقایسه دو حوزه فیزیک و متافیزیک پرداخت و گفت: «حوزه‌هایی که با کشف علوم به قوانین آن‌ها دست یافته‌ایم، حوزه فیزیک نام دارد و حوزه‌هایی را که به قوانین آن‌ها پی نبرده‌ایم و نسبت به آن‌ها آگاهی نداریم، متافیزیک قلمداد می‌کنیم. اگر حوزه‌های مربوط به دانش فیزیک را یک کره در نظر بگیریم، حوزه‌های متافیزیکی کره‌ای بزرگتر خواهد بود که بر کره فیزیک محیط است. بنابراین، کره فیزیک هر روز با کشف علوم جدید که عامل آگاهی بیشتر بر بخشی دیگر از قوانین خلقت است، بزرگتر می‌شود. متعاقب آن، ناشناخته‌های آفرینش برای بشر بیشتر، و در نتیجه کره متافیزیک بزرگتر می‌شود. با توسعه علوم، هر روز این دو کره بزرگتر و بزرگتر می‌شوند، ولی همواره کره فیزیک درون کره متافیزیک محاط باقی می‌ماند. این ویژگی تا ابد ادامه خواهد یافت.»

 

عضو پیوسته فرهنگستان، علم دینامیک را از یکی از نخستین علومی دانست که بشر به طور شهودی بدان پی برده است و با بیان این که هیچ نقطه ثابتی در کل جهان آفرینش وجود ندارد و همه چیز از خرد گرفته تا کلان، از میکرو تا ماکرو و از اتم تا کهکشان در حرکت است، چنین اظهار داشت: «انسان اولیه زمانی که چشم گشود، اجرام را مشاهده کرد، به مکان اطراف خود آگاهی پیدا کرد و با طلوع و غروب زمان را به صورت شهودی درک کرد. اما به روابط بین این سه مقوله دست نیافت. متوجه می‌شد، اگر جرمی را برمی‌دارد، هنگام رها کردن به پایین می‌افتد. اگر سنگی را پرتاب می‌کند، پس از طی یک مسیر منحنی شکل به زمین برمی‌گردد. و با طلوع و غروب، شب و روز پدید می‌آید. بشر تا مدت‌ها به سه مقوله جرم، مکان و زمان به صورت شهودی پی برده بود، ولی از روابط بین آن‌ها اطلاعی نداشت». 

 

ایشان با بیان این که مشاهدات مربوط به معادلات حرکت، از بدو خلقت آغاز شده و تنها در حدود سیصد سال است که بخشی از این قوانین مدون شده و همچنان در مسیر تکامل است، چنین ادامه داد: «تمام علوم بر اثر انباشتگی دانش بشر در طول تاریخ پدید آمده است. دانش نجوم یکی از گلوگاه‌های کشف قوانین حرکت در طول تاریخ بوده است و همواره یافته‌های قبلی به توسعه بعدی کمک کرده است. رفتار هر جرم آسمانی، مسیر حرکت، موقعیت و وضعیت آن جسم با داشتن شرایط اولیه، در ابعاد زمان و مکان توصیف می‌شود و قطعاً تلاش دانشمندان این حوزه در طول تاریخ در تدوین و تبیین حرکات کرات آسمانی و پس از آن تلاش دانشمندان تمدن اسلامی برای قرن‌ها (در طول قرون وسطی)، دستمایه پیشرفت‌های بعدی بوده که به تدریج تکامل یافته و به نتایجی رسیده است که امروزه شاهد آن هستیم.»

 

وی سپس به فهرستی از اسامی دانشمندان دوره اسلامی اشاره کرد که در زمینه مدون کردن قوانین حرکت نقش داشته‌اند، از جمله: محمد بن موسی خوارزمی، احمد بن محمد فرغانی، ابوالوفا بوزجانی، ابومحمود خجندی، ابوسعید سجزی، ابوریحان بیرونی، عمر خیام، خواجه نصیرالدین طوسی، قطب‌الدین شیرازی، جمشید کاشانی، علی قوشچی و عبدالعلی بیرجندی.

 

او در ادامه بیان کرد: «در دوران پیشاتاریخی و تمدن‌های کهن، بین‌النهرین، مصر و ایران باستان، نگاه بشر به حرکت کرات و آسمان مشاهده‌محور بود. آسمان نظم الهی داشت و زمین مرکز بی‌حرکت فرض می‌شد. خورشید، ماه و ستارگان بر فراز زمین حرکت می‌کردند.»

 

 همچنین اضافه کرد: «بطلمیوس مدافع نظریه زمین‌مرکزی بود. بر اساس دیدگاه او زمین کاملاً ثابت و بی‌حرکت و در مرکز جهان قرار دارد. خورشید، ماه، سیارات و ستارگان همگی به دور زمین می‌چرخند. تا این‌که در سده ۱۶ میلادی نیکلاوس کوپرنیک گفت زمین به دور خورشید می‌گردد نه خورشید به دور زمین. بنابراین، کوپرنیک مدل خورشیدمرکزی را جایگزین زمین‌مرکزی کرد، و ابزار ریاضی ایرانیان را حفظ کرد، ولی خورشید را مرکز منظومه شمسی در نظر گرفت.»

 

در ادامه سخن، وی اظهار کرد: «تیکو براهه داده‌های رصدی دقیقی را به دست آورد و یوهانس کپلر سه قانون تجربی در خصوص حرکت سیارات ارائه کرد.» همچنین او گفت: «گالیله گالیله مفهوم سرعت یکنواخت و شتاب را هم به طور جدی وارد فیزیک کرد و حرکت اجسام را با آزمایش و مشاهده و اندازه‌گیری حرکت بررسی کرد.»

 

عضو پیوسته فرهنگستان علوم، ایزاک نیوتن (۱۷۲۷-۱۶۴۳ میلادی) را نقطه عطف تدوین قوانین حرکت دانست و او را بنیان‌گذار مکانیک کلاسیک بیان کرد. وی ادامه داد: «نیوتن شتاب را بنیادین و علّی می‌دید و اواخر قرن هفدهم میلادی، شتاب را در قوانین حرکت به کار برد.» 

 

همچنین اضافه کرد: «نتیجه نیروهای وارد بر یک جرم، عامل ایجاد شتاب خطی در آن جرم می‌شود. نیوتن توضیح داد، چرا شتاب به وجود می‌آید و چطور محاسبه می‌شود. او، همچنین علت حرکت، و ارتباط شتاب با نیرو را به طور دقیق توصیف کرد و شتاب را در دل قوانین طبیعت نشاند. بررسی سه قانون کپلر در خصوص حرکت سیارات با قوانین نیوتن و پیوند آن‌ها، سبب شد تا قوانین کپلر پایه تجربی برای تدوین مکانیک نیوتنی و پس از آن صورت‌بندی تحلیلی این مکانیک شود. با تعریف دقیق نیرو، جرم و شتاب و بیان ارتباط آن‌ها به وسیله نیوتن، سرانجام معادلات حرکت، برای یک ذره تدوین شد.»

 

او در خصوص اجسام صلب چنین ادامه سخن داد: «لئونارد اویلر پیرو معادلات حرکت نیوتن برای ذره، که موقعیت آن را تعیین می‌کند، نخستین صورت‌بندی کلی معادلات حرکت جسم صلب را، که دارای بعد است، ارائه کرد. معادلات اویلر برای جسم صلب، که دارای چرخش حول مرکز جرم هم هست، از مهم‌ترین دستاوردهای او بوده است. با معادلات حرکت نیوتن-اویلر برای اجسام صلب، و با دانستن نیروها و گشتاورهای اعمال شده و شرایط اولیه، مسیر حرکت، موقعیت و وضعیت جسم در هر لحظه به دست می‌آید.»

 

دکتر ظهور با اشاره به این نکته که هیچ ذره‌ای و جسم صلبی در جهان آفرینش وجود ندارد که دارای حرکت نباشد و بنابراین می‌توان برای تمامی ذرات و اجسام جهان معادله حرکت نوشت، به فهرست سایر دانشمندان مهم این حوزه و میزان نقش آن‌ها در تداوم و تکمیل معادلات حرکت و ارتباط آن‌ها با یکدیگر از جمله ژان لو رون دالامبر، ژوزف-لویی لاگرانژ، ویلیام روآن همیلتون، لودویگ بولتزمن، کارل گوستاو هامل، جوزایا ویلارد گیبس، پل آپل و توماس آر کین پرداخت و صحبت‌های خود را با نتیجه‌گیری در سه محور خلاصه کرد:

 

«نخست این که قوانین حرکت از بدو خلقت وجود داشته است. ابنای بشر، به تدریج به صورت مشاهده و شهودی و بعداً در قالب تجربی و شهودی به آن‌ها دست یافته و سرانجام معادلات و قوانین حرکت را کشف کرده است. دوم آن‌که علم پس از کشف، خود به خود با گذشت زمان، قابلیت پخش و انتشار دارد و متعلق به گروه مشخص، منطقه خاص و زمان معینی نیست. علوم متعلق به بشر و تمام انسان‌هاست. سوم آن که معادلات حرکت، که مشاهدات آن از بدو خلقت شروع شده و از حدود سیصد سال پیش، بخشی از آن مدون شده است؛ همچنان تا ابد در مسیر تکامل است. این معادلات، رفتار سیستم، مسیر حرکت، موقعیت و وضعیت جسم را با داشتن شرایط اولیه، در ابعاد زمان و مکان توصیف می‌کند.»
شنبه ۲ اسفند ۱۴۰۴
12:51
آلبوم مرتبط
Loading
تعداد کاراکتر باقیمانده: 500
نظر خود را وارد کنید