فعالیت های کلاس دهم تصویر سازی مدرسه شهید فهمیده+برنامه امتحانات هنرستان شهید فهمیده کاربرد ریاضیات در فیزیک یا بالعکس؟
همانطورکه در مورد نظریه های وحدت یافته هندسی پس از نسبت عام اشاره شد، آن نظریه‌ها از نظر ریاضی زیباتر از آن بودند که درست باشند! در واقع آن نظریه‌ها نه جهان واقعی اطراف ما بلکه جهان‌هایی خیالی و (به تعبیری اسطوره‌ای) جهان خدایان را توصیف می کردند. این نگرش به فیزیک نظری در چند دهه اخیر مجدداً در قالب نظریه‌های وحدت یافته فراتر از مدل استاندارد فیزیک ذرات احیا شده است. البته این تمایل همیشه درعموم فیزیکدانان نظری بوده است چرا که حرکت بر لبه‌های باریک بین جهان ایده‌آل ریاضی و جهان واقعی فیزیکی که در فیزیک تجربی نمود می‌یابد آسان نبوده و دائماً تمایل به یکی از این دو وجود دارد و هنر میانه روی در این مسیر و توفیق درک دقیق این دو جهان و ساختن مدلی ایده‌آل (ریاضی) از واقعیت (فیزیکی) این جهان گوهری کمیاب است که نصیب عده اندکی در تاریخ علم شده است.
در دورانی که نتایج تجربی فراوانی به دست آمده و فیزیکدانان مشغول فهم و مدلسازی و توجیه آن نتایج هستند، چنین توفیقی بیشتر نصیب بشر شده است و نکته روش شناسانه در این مسیر رعایت نهایت صرفه جویی در فرمالیسم ریاضی است. این نکته کلیدی روش‌شناختی تقریباً در تمام نظریه های موفق در فیزیک رعایت شده است. در فیزیک نیوتونی و گسترش‌های آن توسط لاگرانژ، اویلر، هامیلتون و ... ، در فیزیک الکتریسیته و مغناطیس کولن، فارادی، آمپر و ... و تکمیل آن در نظریه الکترومغناطیس ماکسول، در ترمودینامیک و ... . رعایت این نکته در نسبیت و نظریه کوانتومی و در نهایت در مدل استاندارد هم برقرار بود. یادمان باشد که در نسبیت خاص بیشتر از آنکه فرمالیسم ریاضی گسترش یابد، مفهوم‌سازی فیزیکی رخ داد و حتی در نسبیت عام که برای اولین بار ساختار ریاضی مفصلی به کار رفت، ورود هندسه ریمانی از دل فیزیک طبیعت بیرون آمد نه با مدلسازی مجرد ریاضی و سپس نسبت دادن فیزیک به آن به صورتی که در اکثر کتاب‌های درسی متداول است (به عنوان یکی از معدود کتاب‌های متفاوت به کتاب گرانش نوشته استیون واینبرگ مراجعه کنید). آمیختن افراطی و غیر اقتصادی ریاضیات یا تجرید مفاهیم فیزیکی اگر خیلی مفید بود مطمئناً بزرگانی چون گوس، ریمان، پوآنکاره، لاگرانژ و ... در این مورد توانایی لازم را داشتند!. افزودن نکات مهم و ساده فیزیکی با حداقل ریاضیات ممکن همچون جریان جابجایی (در نظریه ماکسول)، فرض ثابت بودن سرعت نور و در نظر گرفتن زمان به عنوان بعد چهارم (در نسبیت خاص)، تعمیم مفاهیم نسبیت خاص به سیستم‌های شتابدار و اصل هم‌ارزی (در نسبیت عام)، فرض گسسته بودن برخی کمیات و مفهوم موج-ذره (در مکانیک کوانتومی) نمونه‌هایی از رعایت این نکته روش‌شناختی است. در مکانیک کوانتومی نسبیتی و نظریه میدان کوانتومی چنین روشی را می‌بینیم. معادلات دیراک و کلاین-گوردون دقیقاً با حداقل تعمیم ریاضی و بیشترین ارزش فیزیکی ساخته شدند. ورود جریان‌های برداری و شبه‌برداری جهت توضیح نقض پاریته، استفاده از ساده‌ترین تقارن‌ها جهت دسته‌بندی هادرون‌ها و مدلسازی کوارک‌ها و لپتون‌ها و نتایج فیزیکی درخشان ناشی از آنها در قالب مدل استاندارد نمونه‌های دیگری از رعایت این نکته کلیدی است.
اگر سه دهه از 1950 تا 1980 دورانی طلایی برای فیزیک ذرات بنیادی بود، سه دهه پس از 1980 را باید دوران طلایی فیزیک ریاضی بنامیم. دورانی که بیش از هر دوران دیگری در فیزیک، توجه خیل عظیمی از فیزیکدانان معطوف به ریاضیات و مدلسازی ریاضی از جهان شد. ولی آنچه که این دوران را بیش از پیش متفاوت می کند مقدار اندک نتایج تجربی در مقایسه با حجم عظیم ریاضیات به کار رفته در نظریات است. البته مسلماً این به معنای کم بودن واقعی فعالیت های تجربی در حوزه فیزیک انرژی های بالا نیست بلکه به معنای توجه افراطی به ریاضی پردازی است. اگر بخواهیم دو رویداد را به عنوان نمادی برای این دو دوره در نظر بگیریم فکر کنم کشف نقض پاریته در دهه 50 و انقلاب ابرریسمان در دهه 80 نمونه های خوبی باشند که هم از نظر اهمیت و هم به عنوان نمادی از ویژگی های این دو دوران، واقعاً روشنگر هستند.
پرینتر استوک
ساخت ردیاب خوراکی ساخت ردیاب میله ای
آموزش ساخت ردیاب خوراک خور ساده