آخر المواضيع

الخميس، 26 سبتمبر 2019

كيف اكتسب البشر القدرة علىتحويل الكوكب





كيف اكتسب البشر القدرة علىتحويل الكوكب مثل هذا المظهرفي الأرض في الليل يكشف لنا فقطكيف نجحنا في تسخيروالتلاعب بالطاقة وكيفالمهم هو وجودنا[موسيقى]الطاقة أمر حيوي بالنسبة لنا جميعا نستخدمها لبناء الهياكل التي تحيط وحمايتنا سوف نستخدمها لتشغيلناالنقل والضوء منازلنا وحتىالطاقة أكثر أهمية أمر ضروري لالحياة نفسها دون الطاقة التي نحصل عليهامن الطعام الذي نأكلهكنا نموت ولكن ما هي بالضبط الطاقة وما الذي يجعلها مفيدة جدا لنا في[موسيقى]محاولة للإجابة على هذه الأسئلةكان العلماء الخروج مع غريبمجموعة من القوانين التي من شأنها أن تربط معاكل شيء من محركات للبشر لالنجوم اتضح أن هذه الطاقة لذلكحاسمة لحياتنا اليومية يساعدنا أيضامعنى الكون بأسره[موسيقى]هذا الفيلم هو قصة مثيرة للاهتمام كيفاكتشفنا القواعد التي تدفعكونإنها قصة كيف أدركنا ذلكمقدر جميع أشكال الطاقة لتتحلل وتنهار[موسيقى]للانتقال من النظام إلى الاضطراب هوقصة كيف هذه العملية المدهشة لديهاتم تسخيرها من قبل الكون لخلقكل ما نراه من حولنا[موسيقى][تصفيق]على مدار تاريخ البشرية لديناالخروج بكل أنواع الطرق المختلفةلاستخراج الطاقة من موقعناكل شيء البيئة من اختيارالفاكهة لحرق الخشب للقوارب الشراعيةلعجلات المياه ولكن قبل حوالي 300 سنةحدث شيء لا يصدق البشرالآلات المتقدمة التي كانت قادرة علىمعالجة كميات غير عادية منالطاقة لتنفيذ سابقاالمهام التي لا يمكن تصورها الآن حدث هذاشكرا لكثير من الناس والكثيرينأسباب مختلفة ولكن أود أن أبدأهذه القصة كانت واحدة من أكثرهاشخصيات مثيرة للاهتمام في تاريخالعلم واحد من أول من يحاولفهم الطاقة[موسيقى]كان جوتفريد لايبنيز دبلوماسيًاعالم الفيلسوف وعبقري كانتحاول إلى الأبد فهمالآليات التي جعلت الكون يعملالشباك الحية مثل العديد من عظيم لهكان المعاصرون مقتنعين تمامًاأن العالم الذي نراه من حولنا هوآلة واسعة مصممة من قبل قوية وشخص حكيم وإذا كنت تستطيع فهمكيف عملت الآلات هل يمكن لذلكفهم كيف الكون والمبادئ التي استخدمت لصنعكان الكون يعمل كذلك وهناككانت علاقة وثيقة للغاية للايبنيز بين اللاهوت والفلسفةمن ناحية والهندسة والميكانيكا من جهة أخرىكانت هذه العلاقة بينالفلسفة والهندسة التي في عام 1676سوف يؤدي به إلى التحقيق بشكل جيد فييبدو أن النظرة الأولى بسيطة للغايةسؤال[موسيقى]ماذا يحدث عندما تصطدم الأشياء بهذاهو ما يعيش يحبك والعديد من لهالمعاصرين كانوا يتصارعون مع ذلكعندما تصطدم هاتان الكرتان بكل منهماالبعض يحصل على حركة واحدةنقل إلى الآخر كما لويتم تمرير شيء بينهماوهذا ما دعاه ليبنيزالقوة الحية فكر في الأمر كمادةكمادة مادية حقيقية يحصلتبادلها خلال الاصطداماتيجادل ليدن بأن العالم هوآلة المعيشة وذلك داخلآلة هناك كمية من المعيشةقوة وضعت هناك من قبل الله في الخلقالتي ستبقى كما هي إلى الأبدكمية من القوة الحية في العالم سوفيكون الحفاظ على اللغز كان لتعريفهسوف خفة العثور قريبا بسيطةطريقة رياضية لوصف الأحياءالقوة لكنه يرى أيضا شيئاوإلا أدرك أنه في النار البارودوكان البخار قوته الحية يجريصدر بطرق عنيفة وقوية[موسيقى]إذا كان يمكن تسخير هذا يمكن أن تعطيقوة لا يمكن تصورها للبشريةسوف تصبح قريبا فتنةمع طرق الاستيلاء على القوة الحيةالكاتب غزير الإنتاج فرح انهاضرب المراسلات مع شابدعا العالم الفرنسي دينيس باباكما أنها تتوافق مع حيوية وباباأدركت القوة الحية صدر فيبعض الحالات يمكن أن يكون في الواقعسخرتيمكن تحويل الحرارة إلى شكل ماعمل مفيدولكن إلى أي مدى يمكن أن تؤخذ هذه الفكرةكان بابا بلا شك هذا مقتطفمن رسالته إلى الالبسة الحيةيمكنني أن أؤكد لكم أنه كلما ذهبتإلى الأمام أكثر أجد سبب للتفكيرعالية من هذا الاختراع الذي من الناحية النظريةقد تزيد من صلاحيات الرجل لاللانهاية ولكن في الممارسة العملية أعتقد أنني أستطيعقل مع هذه المبالغة أن رجل واحدبهذه الطريقة سوف تكون قادرة على فعل الكثيركما يمكن لمئات الآخرين الاستغناء عنهالآن قد تتوقع مني في هذه المرحلةاقول لكم ان يعيش حياكه والباباغير العالم إلى الأبدحسنا لم تكن لديهم أفكارهمنعم عميقة وبعيدة المدى لكنهملم تحرك الأمور إلى الأمام حقًاأن تحتاج إلى شيء أكثر من ذلك بكثيرملموسة تحتاج صناعة الابتكارتحتاج إلى عدد لا يحصى من العمال المهرة والحرفيين الذين سوف يطبقون هذهأفكار لتجربة معهم فيطرق جديدة وجديدة بشكل جيد في القرنالتي تبعت الخفة والبابن هذاسيحدث في الأكثر دراماتيكيةالطريقة التي يمكن تخيلها[موسيقى]مائة وخمسون سنة بعد العيشمناقشات حياكة وباباس المعيشةforc
قد تم تسخيرها في مذهلةطرق الآلات التي حلموا بهاأصبحت محركات البخار حقيقة واقعة الآنطليعة القرن التاسع عشرتقنية[موسيقى]إذا نظرتم إلى خطوات الحضارةثم كانت خطوة واحدة كبيرة محرك البخارلأنه يحل محل العضلات الحيوانية العضلاتبما في ذلك العضلات لدينا عن طريق القوة البخارية وقوة البخار كانت فعالةلا حدود لها وهامة للغاية للقيام بهأشياء لا يمكن تصورها تقريبا[موسيقى]لكن ستين التكنولوجيا ستفعل أكثر منمجرد تحويل المجتمع البشري سيكونكشف الحقيقة حول ما الخفةقد دعا القوة الحية وتكشفرؤى جديدة حول أعمالناكون[موسيقى]هذا هو أعشاش الصليب في جنوب شرق لندنإنها كاتدرائية صناعية لا تصدقوموطن لبعض من الأكثر إثارة للإعجابمحركات البخار الفيكتوري بنيت من أي وقت مضى[موسيقى]بنيت في 1854 المنازل crossnessأربعة محركات ضخمة أن المطلوبة مرة واحدة5000 طن من الفحم كل عام لدفع47 الحزم اللسان[موسيقى]كل شيء عن هذا المكان يبدووقد بنيت لإقناع منالحديد الفخم الأعمدة الكبرى مثلشيء من المعبد اليوناني أو الرومانيإنه نوع من الجهد الذي تعتقد أنه سيكونتم اغتنامها على المحيط الفاخربطانة للأغنياء والمشاهير وحتى الآنتم بناء هذا المكان لمعالجة مياه الصرف الصحيعلى الرغم من عدد قليل من العمال والمهندسين قد شهدت الدواخل منأصبح هذا المكان البخار أمرا حيوياجزء من القوة البريطانية والاقتصاديةالرخاء الذي تم توفيره تقريباالاحترام الدينيولكن لكل النجاح الكبير وقوة هائلة كانت المحركات تضفيهاعلى المبدعين لا يزال هناكقدر كبير من الارتباك والغموضالمحيطة بالضبط كيف ولماذا همعملت في أسئلة معينة مثل كيفكفاءة يمكن أن تكون مصنوعة كانت هناكحدود لقوتهم في نهاية المطاف الناسيريد أن يعرف فقط ما قد يكونممكن تحقيقه بالبخار[موسيقى]السبب وراء هذه الأسئلة كانبسيطة تقريبا لا أحد قد فهمالطبيعة الأساسية للمحرك البخاريعدد قليل جدا كانوا على علم الكونيةمبدأ بين التابعةهذه الآلات الحطاب كبيرة أنناالتفكير في أقرب محركات البخارفي الواقع كانت بذرة التفاهممن كل ما يجري فيكونمن غير المرجح كما يبدومحركات البخار التي عقدت داخلهاأسرار الكون[موسيقى]هذا هو شاتو دي vincennes فيأحداث باريس هنا سوف تحفز واحدرحلة الرجل للكشف عن الكونيةالحقيقة حول محرك البخار وتساعد علىخلق علم جديد علم الحرارةوديناميكية الحركة الحرارية[موسيقى]في مارس 1814 خلال حروب نابليونعندما كان نابليون وجيوشهالقتال في مكان آخر جاءت باريس نفسهاتحت هجوم مستمر من مجتمعةقوات روسيا بروسيا والنمسا وتم نشر مواطني المدينةحول المواقع الرئيسية لحمايتهم الآنكان يتم الدفاع عن هذا شاتو من قبلمجموعة من الطلاب الشباب عديمي الخبرةالذين اضطروا إلى التراجع تحتنيران المدفعية المستمرة كان واحد منهمعالم شاب رائع وجنديكان اسمه نيكولا ليون لدينا كاردي الساديوالإهانة التي شعر بها شخصياسوف تدفعه وتحفزه علىكشف نظرة عميقة في كيف جميعمحركات العمل كارنو جاء من غايةعائلة عسكرية محترمة بعدهزيمة الفرنسية هنا وفي أي مكان آخرأوروبا أصبح عازما على استعادةفخر الفرنسية ما ازعجت حقا كارنوكان التفوق التكنولوجي ذلكبدا أعداء فرانسيس لامتلاك وبريطانيا على وجه الخصوص كان هذا ضخمةميزة على حد سواء عسكريا واقتصاديا بسبب التمكن منقوة البخارحتى تعهد كارنو لمحاولة حقا وفهم كيف تعمل محركات البخار واستخدام هذه المعرفة لصالحفرنسا يقول صراحة تماما ولكنإذا كنت تستطيع أن تأخذ بعيدا محركات البخارمن بريطانيا ثم الإمبراطورية البريطانيةسوف ينهار وانه يكتب فيفي أعقاب الهزيمة العسكرية الفرنسية وانهيقترح تحليل المصدر حرفياالقوة البريطانية من خلال تحليل الطريق فيالتي تعمل النار والحرارة المحركاتالذين يعيشون على نصف أجر مع شقيقه الأولpolitte في شقة صغيرة في باريس في1824 كتب كارنو الأسطوري الآنتأملات في القوة المحركة للنارفي أقل قليلا من 60 صفحة طور والمستخلص الطريقة الأساسية التيجميع محركات الحرارة تعمل كارنو رأى ذلكجميع المحركات الحرارية تتألف من حارصلصة في محيط أكثر برودةالآن يعتقد كارنو أن الحرارة كانت بعضنوع من المواد التي سوف تتدفق مثلالماء من حار إلى بارد وعادلمثل الماء يسقط من ارتفاعيمكن الاستفادة من تدفق الحرارة للقيام بهعمل مفيد[موسيقى]كان كرناس البصيرة الحاسمة لإظهار ذلكلجعل أي محرك حراري أكثر كفاءةكل ما عليك القيام به هو زيادةالفرق في درجة الحرارة بينمصدر الحرارة ومحيط أكثر برودةوقد وجهت هذه الفكرة المهندسين ل 200سنوات في نهاية المطاف محرك السيارة هو أكثر من ذلككفاءة من محرك بخار لأنهيعمل في طائرة درجة حرارة أكثر سخونة بكثيرمحركات أكثر كفاءة لا يزال شكرالدرجات الحرارة لا يصدق ما في وسعهمالجري في[موسيقى]وكان كارلو قد كشف أن المحركات الحراريةلم تكن مجرد اختراع ذكي همكانوا تابي
نانوغرام في خاصية أعمق منالطبيعة كانوا يستغلون تدفقالطاقة بين الساخنة والباردةكارنو لمحات الطبيعة الحقيقية للالمحركات الحرارية وفي العملية بدأتفرع جديد من العلوم لكنه لن يفعل ذلك أبدانرى تأثير فكرته سيكون علىالعالم في عام 1832 وباء الكوليراانتشرت عبر باريس كانت شديدةسوف تقتل ما يقرب من 19000 شخص عاد الآنثم لم يكن هناك علم حقيقيفهم كيف ينتشر المرضلذلك يجب أن يكون مرعب كارنوغير متحمسين للمخاطر قررت الدراسةوتوثيق انتشار المرضولكن لسوء الحظ انه تعاقد عليهنفسه ومات بعد ذلك بيومفقط 36 سنة الكثير من له الثمينةحرق الأوراق العلمية لوقفانتشار العدوى وأفكاره سقطتإلى الغموض المؤقت يبدوالعالم لم يكن جاهزا تماما لكارلو[تصفيق]وكان كينو قدم الأول العظيممساهمة في علمالديناميكا الحرارية ولكن في القرن ال 19تقدمت دراسة الحركة الحرارية وبدأت الطاقة في السيطرة على نطاق أوسعالمجتمع العلمي قريبا كان عليهأدركت أن هذه الأفكار يمكن أن تفعل الكثيرأكثر من مجرد شرح كيف الحرارةمحركات تعمل تماما كما كان لايبنتزيشتبه مع فكرة المعيشةفرض هذه الأفكار كانت قابلة للتطبيق علىنطاق أعظم بكثير[موسيقى][موسيقى]بحلول منتصف القرن 19th العلماء ولقد عمل المهندسون بدقة شديدةكيف ترتبط أشكال الطاقة المختلفةبعضهم يقاسون مقدارهناك حاجة إلى نوع معين من الطاقة لجعل كمية معينة من مختلفةطيب القلباسمحوا لي أن أعطيك مثالا على مقدارالطاقة اللازمة لتسخين 30 ملليلتر منالماء بمقدار درجة مئوية واحدةهو نفس كمية الطاقةاللازمة لرفع هذا 12 ونصفكيلوغرام الوزن من متر واحد أعمقنشير هنا أن الناس أدركوا أن ذلكعلى الرغم من أن العمل الميكانيكي والحرارة قديبدو مختلفا جدا هم في الواقعكلا الجانبين من الطاقة الشيء نفسه[موسيقى]هذه الفكرة ستصبح معروفة باسمأول قانون للديناميكا الحرارية الأوليكشف القانون أن الطاقة لا تنشأ أبدًاأو تدميره فقط يتغير من واحدشكل لعلماء القرن ال 19 أخرىأدركت أن هذا يعني الطاقة الكلية للالكون كله ثابت بالفعلمثير للدهشة أن هناك كمية محددة من الطاقةأن مجرد تغييرات في العديد من مختلفيشكل ذلك في محرك البخارالطاقة لم يتم إنشاؤها تغيرت فقطمن الحرارة إلى العمل الميكانيكي[موسيقى]لكن مثير للإعجاب على الرغم من أن القانون الأول هوتوسلت سؤال هائل ماذابالضبط يحدث عندما شكل واحد منتتغير الطاقة إلى أخرى في الواقع لماذاهل يفعل ذلك على الإطلاقالجواب ينقلهاالعالم الألماني رودولف كلوسيوس وسوف تشكل أساس ما من شأنهأصبح يعرف باسم القانون الثاني للالديناميكا الحرارية[موسيقى]كان رودولف كلوسيوس ألمانيًا رائعًاطالب فيزياء من بوميرانيادرس في برلين والسخريةأصبح سن مبكرة رائعة جداأستاذ في برلين ثم في زيوريخفي جامعة التكنولوجيا الجديدة التي أنشئتهناك في سويسرا وفي 1850sو 60s كلاوس جيوس عرضت ما هوحقا أول متماسك الكاملالتحليل الرياضي لكيفيةالديناميكا الحرارية يعمل كلاوس أدرك ذلكليس فقط كان هناك كمية ثابتة منالطاقة في الكون ولكن هذايبدو أن الطاقة تتبع جداوضع قاعدة صارمة ببساطة الطاقة فيشكل من أشكال الحرارة دائما تتحرك في واحدةاتجاه محددهذه البصيرة له هي في الواقع واحدة منأهم الأفكار في مجملهاالعلم كما وضعه الأكثر حرارة لا يمكنفي حد ذاته مرت من برودة إلىالجسم أكثر سخونة وهذا هو بديهية جدافكرة إذا تركت وحدها هذا القدح الساخن من الشايسوف يبرد دائما ما يعنيه هذا هوتلك الحرارة سوف تمر من القدح الساخن يقولليدي ثم مرة أخرى من يديإلى صدريهذا قد يبدو واضحا تماما ولكنكانت نظرة ثاقبة حاسمةكانت الحرارة عملية أحادية الاتجاه بدتأن تكون مبنية بشكل أساسي فيأعمال الكون بأسره[موسيقى]بالطبع يمكن الحصول على كائنات أكثر سخونة لكنكتحتاج دائما إلى القيام بشيء لهماجعل هذا يحدث[موسيقى][تصفيق]ترك الطاقة وحدها ويبدو أن تذهب دائمامن التركيز إلى الوجودمشتت[موسيقى]واحدة من تصريحاتي المفضلة في العلومالذي أدلى به الكيميائي الحيوي ألبرت وجورج الذي قال أن العلم هو كل شيءحول رؤية ما شاهده الجميعولكن التفكير في ما لا أحد لديهفكر ونظر رودولف كلوسيوسالعالم اليومي ورأى ما الجميعآخر قد رأى أن الحرارة لا تتدفقتلقائيا من الجسم البارد إلى الحارالجسم يذهب دائما في الاتجاه الآخر لكنهلم يقل آه فقط أرى أنهجلس فعلا والتفكير في الامرلقد جمع كلوديوس كل هذه الأشياءأفكار حول كيفية نقل الطاقةووضعها في سياق رياضييمكن تلخيصها بواسطة هذه المعادلة[موسيقى]الآن قدم أفضل ما قدم جديدكمية سماها الانتروبيا هذه الرسالةأساسا ما يقوله فيسياق هذه المعادلة هو أن الحرارةيتم نقلها من أكثر سخونة إلى برودةالهيئات إنتروبيا يزيد دائما[موسيقى]بدا الانتروبيا ليكون مقياسا لكيفيةتبدد الحرارة أو تنتشر بسرعةأشياء
بارد الانتروبيا يزيد منيبدو أن كلوسيوس في أي معزولةنظام هذه العملية ستكونلا رجعة فيهكان كلوديوس واثقا جدا من لهالرياضيات التي برزت ذلككانت هذه العملية التي لا رجعة فيها مستمرةهناك في الكون الأوسع هوتكهن بأن الكون منكان الكون كله في تزايدنحو الحد الأقصى وأنه كان هناكلا شيء يمكننا القيام به لتجنب هذاأصبحت فكرة معروفة باسم القانون الثاني للالديناميكا الحرارية واتضح أن يكونغريب وأكثر جمالاعالمي من أي شيء يمكن لكلوديوسلقد تخيلت[موسيقى]القانون الثاني للديناميكا الحرارية ويبدو أنأقول أن كل الأشياء التي تسببت في الحرارةكانت في بعض الطريق مرتبطة معاالأشياء التي أعطت الحرارة كانت جزءًا منعملية لا رجعة فيهايحدث في كل مكان عمليةنشر وتفريق العمليةزيادة الانتروبيايبدو أن الكون بطريقة أو بأخرىتشترك في نفس مصير كوب من الشايشيء رائع عن الفيكتوريالعلماء هو أنها يمكن أن تجعل هذهقفزات كبيرة وأنها يمكن أن نرى ذلكدراستهم للحرارة في دورقفي الواقع يمكن نقلها يمكن أن يكوناستقراء يمكن توسيعها ليشمل الكون كله[موسيقى]على الرغم من نجاح الديناميكا الحراريةفي منتصف القرن ال 19 هناككان نقاشا كبيرا والارتباك حولالموضوع بالضبط ما كان هذا غريبشيء يسمى الانتروبيا ولماذا كاندائما زيادة الإجابة على هذاسوف يستغرق السؤال لا يصدققفزة فكرية لكنها ستنتهي في النهايةالكشف عن الحقيقة حول الطاقة والعديد من أشكال النظام والاضطراب الذي نراهفي الكون من حولنا[موسيقى]ان العديد من العلماء معالجةمفهوم غامض من الانتروبيا ولكن واحدأكثر من أي دولة أخرى سوف تسليط الضوء علىالحقيقة انه سيظهر ما الانتروبيا حقاكان ولماذا مع مرور الوقت يجب أن يكون دائمازيادة اسمه كان لودفيج بولتزمانوكان أحد العلوم الحقيقيةالثوارولد بولتزمان في فيينا عام 1844كان عالما علميا واليقين الثقافي ولكن تولى بولتزمانإشعار قليل من المعتقدات الراسخةمن معاصريه لهكان العالم المادي شيء أفضلاستكشاف بعقل مفتوحبولتزمان لم يكن لديك النمطيةالعالم في الواقع كان لديه هذا النوع منمزاجه أن معظم الناس قدربط مع الفنانين العظام كاننعم بلا رحمة والتحليلية نعمولكن أثناء العمل كان يمرفترات من العاطفة الشديدة وهذهسوف يتبعها انخفاضات رهيبةمما يتركه غير قادر تماماللتفكير بوضوحكان لديه نوع رهيب من الأزمات العقليةوالانهيارات التي كان حقايعتقد أن العالم كان ينهارفي طبقات ، وحتى هذه كانت أيضايرافقه بعض من أعمقنظرة ثاقبة طبيعة عالمناكان خارج بولتزمان الرياضياتعاطفي عن الموسيقى وكانأسرت الكبرى والدراميةأوبرا vogner والعاطفة الخامبيتهوفن كان عازف البيانو الرائعة ويمكن أن يفقد نفسه لساعات فيأعمال الملحنين المفضلة لديه تماما كمايمكن أن يفقد نفسه في العمقنظريات رياضية كان بولتزمان أعالم يسترشد عواطفه والغرائز وأيضا عن طريق إيمانه فيقدرة الرياضيات لفتحأسرار الطبيعة كانت هذه الصفاتمن شأنه أن يؤدي به إلى أن يصبح واحدا منأبطال صدمة ونظرية جديدة مثيرة للجدل واحدة من شأنها أنوصف الواقع في أصغر جداجداول بسرعة أكثر من أي شيء يمكننانرى بالعين المجردة خلال الثانيةنصف القرن ال 19 مجموعة صغيرةمن العلماء بدأوا في التكهن بذلكأصغر المقاييس لكقد تعمل بشكل مختلف جدا لديناالخبرات اليوميةإذا كنت تستطيع أن تبدو قريبة بما فيه الكفاية على ما يبدوممكن أن الكون قد يكونمن الجزيئات الصلبة الصغيرة في ثابتاقتراح[موسيقى]ينظر إليها من حيث الذرات مع ارتفاع درجات الحرارةأصبح فجأة أقل غموضارأى مفهوم بولتزمان وغيرهم أنه إذاكائن كان حارا وهذا يعني ببساطة ذلككانت ذراتها تتحرك بسرعة أكبرالنظر إلى العالم على أنه ذراتفكرة قوية للغاية ولكن هذاكانت صورة الكون واحدةمشكلة لا يمكن التغلب عليها على ما يبدوكيف يمكن تريليونات و تريليونات منذرات حتى في حجم كارني من الغاز من أي وقت مضىأن تدرس كيف نأتي معالمعادلات الرياضية لوصف جميعهذا بعد كل الذرات باستمرارنتصادم مع بعضنا البعضتغيير الاتجاه تغيير السرعة وهناك فقط الكثير منهم على ما يبدوتقريبا مشكلة مستحيلة ولكن بعد ذلكرأى بولتزمان أن هناك طريقةرأى بولتزمان بوضوح أكثر من أي شخص آخرهذا للفيزياء لشرح هذا الجديدطبقات من الواقع كان عليها أن تتخلى عنهاالسياقات[موسيقى]بدلا من محاولة لفهم وقياس الحركات الدقيقة لكل منهافرد آدم بولتزمان رأى أنك تستطيع ذلكبناء نظريات العمل ببساطة عن طريق استخداماحتمال أن تكون الذراتالسفر بسرعات معينة وفياتجاهات معينة[موسيقى]بولتزمان قد نقل نفسه في الداخليهم انه يتخيل عالما تحت عالمناالواقع اليومي وجدت الرياضياتلوصف ذلك سيكون هنا في هذامقياس أن بولتزمان وو
قرحة يوم واحدتمكنت من فتح أعمق الطاقةأسرار على الرغم من العداء واسع النطاقلنظرياته[موسيقى]كانت أفكار بولتزمان عالية للغايةمثير للجدل وعليك أن تتذكرأن تعرف اليوم نأخذ آدامز لالممنوحة ولكن السبب نأخذ آدامز لالممنوحة هي بالضبط لأن بولتزمانتزوج الرياضيات بشكل جميل جدامع تجربة واحدة من أكثرجوانب مفاجئة من هذه القصة هو أنالعديد من معاصري بولتزماننظرت أفكاره حول الذرات معالعداء الشديد اليوم في الوجودمن الذرات فكرة أن كل شيء هوتتكون من جزيئات صغيرة شيءنحن نقبل دون سؤال ولكن مرة أخرى فيوقت بولتزمان كان هناك ملحوظعلماء الفيزياء البارزين الذين لم يشتريلماذا لم يروه أحدذرة وربما لا أحد على الإطلاقكيف يمكن اعتبار هذه الجسيماتكما الحقيقي[موسيقى]بعد واحدة من محاضرات بولتزمانالنظرية الذرية في فيينا الكبرىوقف الفيزيائي النمساوي إرنست ماروقال ببساطة أنا لا أصدق ذلكذرات موجودةكان كل من القطع والرفض ولمثل هذا التعليق أن يأتي من غايةيعتبر العلماء مثل ارنست ماجستيركان يمكن أن تكون مؤلمة مضاعفة[موسيقى]قالوا أنه لا توجد ذراتتسميات أسمائهم خيال مريحةحساب الأجهزة أنهم لا حقاموجودة لا يمكننا أن نلاحظهم لا أحدمن أي وقت مضى ينظر واحد ولهذا السببوقال منتقدو بولتزمان إنه كانالأوهام ولكن بولتزمان كان على حق هوأدق أعمق في الواقع من أي شخصآخر قد تجرأ ورأيت أنالكون يمكن أن يبنى من الذريفرضية وفهمها من خلالرياضيات الاحتمالأسس عدم اليقين في القرن التاسع عشرالعلم بدأ ينهار[موسيقى]كما يحدق بولتزمان في شجاعته الجديدةعالم الذرات بدأ يدركرؤية جديدة للكون الواردةفي داخله شرح لأحدأكبر ألغاز في العلوم بولتزمانرأى أن الذرات يمكن أن تكشف لماذاالقانون الثاني للديناميكا الحرارية كان صحيحالماذا كانت الطبيعة منخرطة؟ذرات عملية لا رجعة فيها لديها القدرةللكشف عن ما كان الانتروبيا حقا ولماذا يجب أن تزيد دائما بولتزمانيفهم أن كل الأشياء هذه الجدرانعرض لي الهواء في هذه الغرفة تتكونمن مكونات أصغر بكثير في الأساسكل ما نراه هو مجموعة منتريليونات و تريليونات من الذرات والجزيئات وهذا هو المفتاح لهرؤى حول الانتروبيا في القانون الثانيرأى بولتزمان ما لم تستطع السحبالسبب الحقيقي لماذا كائن ساخن ترك وحدهسوف يبرد دائماتخيل وجود كتلة من المعدن الساخن الذراتالداخل هو الخلاف حولهاولكن لأنها تزيح الذرات عند الحافةالكائن نقل بعض منالطاقة إلى الذرات في سطحالجدول هذه الذرات ثم تصطدم بهاجيرانهم وبهذه الطريقة الحرارةالطاقة ينتشر ببطء وبشكل طبيعي جداخارج وتشتتالنظام كله قد ذهب من أن يكون فيدولة مرتبة خاصة جدا مع الجميعالطاقة تتركز في مكان واحد لحالة مضطربة حيث نفس المبلغالطاقة يتم توزيعها الآن بين الكثيرينالمزيد من الذرات العقل بولتزمان الرائعةرأيت هذه العملية برمتها يمكن أن يكونوصفت رياضيا واتسون عظيمكانت المساهمة أنه على الرغم من أننا نستطيعالتحدث في بدلا من ذلكشروط عارضة حول الأمور تزداد سوءاويزيد من اضطرابهم العظيممساهمة القارب هو أنهيمكن أن تضع أرقام لذلك وكان كذلكقادرة على استخلاص صيغة والتي مكنتلك لحساب اضطراب أالنظام[موسيقى]هذه هي معادلة بولتزمان الشهيرةسيكون مساهمته الدائمة لالعلم كثيرا حتى تم نقش عليهقبره في فيينا ما هذاالمعادلة تعني في جوهرها أن هناكهناك العديد من الطرق للحصول على الأشياءفوضوي وغير منظم من هناك للهم أن تكون مرتبة وأمرت[موسيقى]لهذا السبب ترك لنفسه الكونسوف تحصل دائما أشياء ميسييه سوف تتحركمن أجل الاضطراب إنه قانونينطبق على كل شيء من قطرة إبريق إلىنجم محترق كوب ساخن من الشايإلى المنتجات التي نستهلكها كليوم[موسيقى]كل هذا هو تعبير عنميل الكون إلى الانتقال من النظاملاضطراب[موسيقى]الاضطراب هو مصير كل شيء[موسيقى]لقد أظهر كلوديوس أن هناك شيئًا مادعا الانتروبيا كان يكبر كل شيءالوقتالآن بولتزمان قد كشفت ما هذايعني حقا انتروبيا كان في الواقعقياس اضطراب الأشياءالطاقة تنهار بعيدا انها تنهاربعيدا الآن ونحن نتكلم حتى القانون الثانيهو كل شيء عن زيادة الانتروبيا الذي هومجرد وسيلة فنية لقول ذلكالأمور تزداد سوءا[موسيقى]بولتزمان عاطفي ورومانسيالإحساس و الإيمان بالقوةمن الرياضيات قد قادته إلى واحدة منأهم الاكتشافات في العالمتاريخ العلوم ولكن تلك نفسها جداوكان العواطف الشديدة الظلام وفي نهاية المطاف الجانب التدمير الذاتي[موسيقى]طوال حياته كان بولتزمانعرضة لنوبات شديدة من الاكتئابفي بعض الأحيان كانت هذه التي يسببهاانتقادات نظرياته وأحياناحدثوا فقط في عام 1906 تم إجبارهلأخذ استراحة من دراسته فيفيينا خلال حلقة سيئة للغاية[موسيقى]في S
سبتمبر 1906 بولتزمان ولهكانت الأسرة في عطلة في دوينو قربتريستا في ايطاليا بينما زوجته وكانت الأسرة خارج على الشاطئبولتزمان شنق نفسه وهو يحضر لهوقت قصير في عالمنا إلى مفاجئةالنهايةولكن ربما أتعس جانب من جوانبقصة بولتزمان هي أنه في غضون أسنوات قليلة من وفاته أفكاره ذلكقد تعرض للهجوم والسخرية خلالتم قبول حياته في النهايةما هو أكثر أصبحوا الجديدالأرثوذكسية العلمية[موسيقى]في النهاية لا يوجد الانتروبيا الهروبهي الخطوة النهائية من النظام إلى الاضمحلالوالاضطراب الذي يحكمنا جميعًاتحتوي معادلة بولتزمان على ذلكوفيات كل شيء من الصينإبريق لحياة الإنسان إلى الكونبحد ذاتهاعملية التغيير والتدهور هولا مفر منه القانون الثاني يقولالكون نفسه يجب أن يصل يوما مانقطة من أقصى قدر من الانتروبيااضطراب الكون نفسه يجب واحديوم يموت[موسيقى][موسيقى]إذا كان كل شيء يحط إذا كان كل شيءيصبح مضطرب قد تكونأتساءل كيف هو أننا موجودون كيفبالضبط تمكن الكون منخلق تعقيد رائعة وهيكل الحياة على الأرض خلافا لما قد تعتقد هو بالضبطبسبب القانون الثاني أن كل هذايوجد اضطراب كبير للالكون يؤدي إلى تعقيده[موسيقى]من الممكن تسخير هذا الطبيعيتتدفق من أجل اضطراب للاستفادة منهاالعملية وتوليد شيء جديدلإنشاء هيكل جديد النظام الجديدهذا ما كان رواد البخار في وقت مبكرضرب عن غير قصد مع محركاتهاوهذا ما يجعل كل شيء لديناتعتبر خاصة في عالمنا من هذاالسيارة إلى المباني إلى الأعمال الفنية حتى لالحياة نفسها[موسيقى]محرك سيارتي مثل جميع المحركاتتهدف إلى استغلال القانون الثاني عليهيبدأ بشيء جميل وأمرت مثل هذا البنزين محشوة بالكاملالطاقة ولكن عندما أشعلت فيمحرك يتحول هذا السائل المضغوط إلىمزيج من الغازات ألفي مرةأكبر وحجمناهيك عن إلقاء الحرارة والصوتفي البيئة الخاصة بك انها تحول النظامفي الفوضىما هو ذكي للغاية عن بلديالسيارة هي أنها يمكن أن تسخير ذلكتبديد الطاقة يمكن أن سيفون قبالةقليلا منه واستخدامه لأكثر من ذلكعملية أمرت مثل قيادة بيستونزالتي تدور العجلات وهذا مامحركات يفعلون الاستفادة من هذا التدفق منمن أجل الاضطراب والقيام بشيء مامفيد[موسيقى]ولكنها ليست مجرد سيارات التطورصممت أجسادنا للعمل بفضلنفس المبدأ إذا كنت آكل هذاشريط الشوكولاته معبأة مليئة لطيفةالطاقة المطلوبة جسدي يعالج ذلك ويحولها إلى طاقة أكثر اختلالاأن القوى نفسها قبالة العائدات على حد سواءالسيارات والبشر السلطة أنفسهم من قبلالتنصت على التدفق الكوني الكبير منمن أجل الاضطرابعلى الرغم من أن العالم يتراجع بشكل عامبصرف النظر في اضطراب يفعل ذلك فيطريقة مثيرة للاهتمام على محمل الجد انها مثل أالشلال الذي يتسارع ولكنشلال يلقي بخاخ الهيكلوتلك التي قد يكون رش الهيكلأنت أو أنا أو النرجس البري أو أيا كان ذلك لكيمكن أن نرى أن تفكيكالكون هذا الانهيار في اضطراب يمكنفي الواقع تكون بناءةالمحركات البخارية محطات توليد الطاقةالأرض كل هذه الأشياء تسخرالتدفق الكوني من أجل الاضطراب[موسيقى]السبب الأرض تبدو الآن الطريقإنها تفعل لأننا تعلمنا ذلكتسخير الطاقة المتحللة للالكون للحفاظ على وتحسين لديناجيوب صغيرة من النظام[موسيقى]ولكن كما تطورت البشرية لديناللعثور على قطع جديدة من المركزةالطاقة يمكننا كسر لقيادةمن أي وقت مضى أكثر تطلبا بناء لديناتقنيات مدننا ومجتمعنامن الطعام إلى الخشب إلى الوقود الأحفوريتاريخ البشرية اكتشفنا أكثر من أي وقت مضىأشكال مركزة من الطاقة لفتحمن أجل أن تزدهر[موسيقى]الآن في القرن ال 21 نحن علىأعتاب تسخير الشكل النهائي للالطاقة المركزة الاشياء التيالقوى الهيدروجين الشمسهذا هو العمود مركز الانصهاراينرجي في أكسفورد وهذا المرفقانهم يحاولون إعادة نجمهنا على الأرض ولكن كما قد تتخيلإنشاء واحتواء نجم صغير هوليست عملية سهلة تتطلب الكثيرالمئات من الناس والبعض الآخر للغايةالتكنولوجيا بارعة هذا الجهاز هودعا tokamak وانها مصممة لاستخراج نوع قديم للغايةالطاقة المركزة الطاقة المطلوبةذرات الهيدروجين هذه الحزم الصغيرة منكانت الطاقة مزورة في الكون المبكربعد ثلاث دقائق فقط من لحظةخلق نفسه[موسيقى]الآن باستخدام tokamak يمكننا استخراجالطاقة المركزة الواردة في هذهذرات عن طريق دمجها معاداخل آلة tokamak نوعين منالهيدروجين غاز الديوتيريوم والتريتيوممختلطة معا في حالة ساخنة فائقةدعا البلازما الآن عند تشغيل هذاالبلازما يمكن أن تصل إلى لا يصدقدرجة حرارة مئة وخمسينمغناطيس كبير مليون درجة فيجدار tokamak يحتوي على البلازماووقفه من لمس الجانبينحيث يمكن أن يبرد الآن عندما يحصلحار بما فيه الكفاية نوعين من الهيدروجينالذرات تتحد مع بعضها لتشكل الهيليوم ويبصق من النيوترون الآن
هذه النيوتروناتيطير إلى البلازما وضرب الجدرانمن tokamak لكنها تحمل الطاقة والأمل هو أن هذه الطاقة يمكن يوم واحدأن تستخدم لتسخين المياه تتحول إلىالبخار لقيادة التوربينات وتوليدالكهرباء أساسا لفترة وجيزةلحظة داخل tokamak صغيرةيتم إنشاء نجمة على شكل دونات[موسيقى]المشكلة صعبة للغايةالحفاظ على رد فعل الانصهار لفترة طويلةبما فيه الكفاية لحصد الطاقة منه وهذا ما العلماء في Cullumالعمل على اتقان انها نوع منالحدود بين الفيزياء والهندسةكيف يمكننا التمسك بهذا حار جدا جداالشيء الذي هو البلازما وكيف يمكنناتحسين طريقة أداء هذاالبلازما فماذا نريد حقا هو ذلكتبقى الجزيئات هناك لفترة طويلةقدر الإمكان لتعظيم بهمفرصة ضئيلة لضرب بعضنا البعضتحاول دفع هذا إلى الحد الأقصىمع ما لدينا المتاحة في هذاآلة وما يمكننا تعلمهفهم هذه الميزة البلازما سوف أيضااسمح لنا بتصميم آلة أفضل فيهاالمستقبل يرى على الرغم من حدوثهعدة مرات في اليوم يا هنا نذهب إلىالعلماء هنا كل ما يجتمعون جميعاحول الشاشات هي بخير انها على وشكعلى المضي قدما[موسيقى][موسيقى]ما tokamak يفعله هو التعدينرماد خصبة لاستخراج الانفجار الكبيرالطاقة المركزة استولت علىبداية الوقت كما هارديسون هوالعنصر الأكثر وفرة في الكون إذاآلات المستقبل يمكن أن تحافظ على الانصهارردود الفعل أنها توفر لنا هذا الاحتمالمن الطاقة غير محدودة تقريبا[موسيقى]من العلم الذي بدأ باسمالمنتجات الثانوية من الأسئلة حول البخارمحركات الديناميكا الحرارية لديهاتأثير مذهل على كل حياتنا عليهأظهر لنا لماذا يجب أن نستهلكالطاقة المركزة للبقاء على قيد الحياة ووقد كشفت لنا كيف الكوننفسه من المرجح أن ينتهيالنظر إلى الأرض في الليل يكشفكيف فكرة واحدة تبدو بسيطةحولت الكوكب[موسيقى]على مدى 300 سنة الماضية قمنا بتطويرهاطرق أكثر إبداعا لتسخيرالطاقة المركزة من العالممن حولنا ولكن كل جهودنا والإنجازات ضئيلة للغايةعندما ينظر إليها من منظورالكون على نطاق أوسع بقدر ما تشعر بالقلقكل ما نفعله هو محاولة الحفاظ عليهاهذا الجيب الصغير من النظام في الكونهذا ينهار[موسيقى]على الرغم من أننا لا نستطيع الهروب من حياتنامصير النهائي لقوانين الفيزياء لديهاسمح لنا هذا باختصار جميل الإبداعيةلحظة في الفك الكوني العظيمالأمل هو أن من خلال فهمالكون في التفاصيل أكبر من أي وقت مضى يمكنناتمتد هذه اللحظة لعدة ملايينربما مليارات السنين القادمة[موسيقى]مفهوم المعلومات هو جداغريب واحد هو في الواقع جدافكرة صعبة للحصول على جولة رأسكولكن في رحلة لمحاولة فهمسيكتشف العلماءالمعلومات هي في الواقع أساسيةجزء من عالمنا[موسيقى]

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

من نحن

authorمرحبا، أسمي محمد وهذه مدونتي أسعى دائما لأقدم لكم أفضل المواضيع الخاصة بالتكنلوجيا

نموذج الاتصال

الاسم

بريد إلكتروني *

رسالة *