تألیف و ترجمه: حمید وثیق زاده انصاری
منبع :راسخون
منبع :راسخون
اختراعات آلبرت انیشتین در زیر معرفی شده است. نظریه های مختلف ارائه شده توسط انیشتین و برخی از دستاوردهای قابل توجه او نیز در مقاله ذکر شده است.
این یخچال مکنده، هیچ قطعه متحرکی نداشته و نیازمند یک منبع گرما برای انجام عملیات ثابت است.
واقعیت های سریع! یخچال انیشتین، اختراع مهم آلبرت است. نظریه نسبیت ارائه شده توسط او، یکی از مهمترین کمک‌هایش در مطالعه دنیای فیزیک است. آلبرت انیشتین به عنوان یک فیزیک دان نظری و یک فیلسوف، تأثیرگذارترین دانشمند قرن بیستم محسوب می‌شود. او در 14 مارس 1879 در ULM آلمان متولد شد. انیشتین به عنوان پدر علم فیزیک مدرن شناخته شد و در سال 1921 به خاطر خدماتش به "فیزیک نظری"، جایزه نوبل را دریافت کرد. پس آلبرت انیشتین چه چیزی را اختراع کرده است؟ او عمدتاً برای فعالیت‌های نظری خود شناخته شده است و اختراعات زیادی ندارد. این یک حقیقت کمتر شناخته شده است که تنها یکی از اختراعات او، یخچال انیشتین، به ثبت رسیده است.
لیست اختراعات آلبرت انیشتین: اغلب موضوعاتی که در ادامه بحث شده است ممکن است در معنای متعارف به عنوان اختراع در نظر گرفته نشود. یخچال انیشتین تنها اختراع واقعی اوست. پیشینه اختراعات انیشتین نشان می‌دهد که اکثر ابداعاتش مفاهیم نظری بوده است که پایه و اساس تحقیق بیشتر در آن زمینه را تشکیل می‌دهند. اجازه دهید یک به یک نگاهی به این ابداعات بیندازیم.
یخچال انیشتین: یخچال مکنده‌ای که با استفاده از گرما، سیستم خنک‌کننده را راه اندازی میکند. او این یخچال را با کمک دانشجوی سابق خود لئو زیلارد اختراع کرد و در 11 نوامبر 1930 به ثبت رساند. هدف اصلی انیشتین و زیلارد از ساخت این یخچال، بهبود فن آوری سرمایشی منزل بود. خبر حادثه‌ای که در نتیجه‌ی شکستن مهر و موم یخچال صورت گرفت، الهام بخش انیشتین و زیلارد بود تا به دنبال جای گزینی مطمئن برای فن آوری استفاده شده در آن زمان باشند. ویژگی منحصر به فرد یخچال انیشتین این است که ترکیب یافته از هیچ قطعه متحرکی نیست.
کمک به مطالعه نظری بمب اتمی در فیزیک هستهای: نمی‌توان گفت که انیشتین مستقیماً در اختراع بمب اتمی دخالت داشته است. معادله E=MC^2 فرموله شده توسط او، نقش مهمی در پیدایش این سلاح هستهای ایفا کرده است. همان‌طور که در این معادله آمده است، جرم و انرژی تا حدودی قابل تعویض هستند. معادله E=MC^2 از متغیرها و ثابت‌های زیر تشکیل شده است:
E: بیانگر انرژی
M: مخفف جرم
C: به عنوان یک ثابت، سرعت نور است.
با این حال باید توجه داشته باشید که انیشتین یکی از اعضای تیم مخترع بمب اتمی نبود. در واقع او نامه‌ای به رئیس جمهور آمریکا، روزولت نوشته و خواستار ساخت بمب اتم شد قبل از آنکه آلمانی‌های مهاجم اقدام به ساخت آن نمایند، هر چند انیشتین، استفاده از بمب اتمی توسط آمریکا که منجر به خون ریزی و کشتار جمعی هیروشیما در ژاپن شد را محکوم کرد.
نطریه خاص نسبیت: انیشتین در تلاش‌های خود برای تطبیق قوانین الکترو مغناطیس با مکانیک کلاسیک، این نظریه را ارائه کرد. دو مفهوم اساسی ارائه شده در زیر، ماهیت این نظریه را تشکیل می‌دهند. مفهوم نظریه اول این است که حرکت یکنواخت همیشه نسبی است.
بر اساس مفهوم دوم، "حالت سکون" را نمی‌توان تعریف کرد، به این معنی که موقعیت (حالت)، مطلق نیست. انیشتین، نظریه خاص نسبیت را در سال 1905 در مقاله‌ای تحت عنوان "الکترو مغناطیس اجسام متحرک" ارائه کرد.
نظریه عام نسبیت: فرضیه‌ی ارائه شده توسط انیشتین، اولین فرضیه در سری توضیحات نظریه‌ی عمومی نسبیت بود. تحقیقی که بر پایه این نظریه شکل گرفت، از مهمترین دستاوردهای انیشتین بود. در همین راستا، انیشتین اصل مهمی را به صورت زیر مطرح کرد، "میدان‌های گرانشی با شتاب وارد از مرجع برابر هستند". این اصل را می‌توان به کمک مثال زیر به صورت مفصل شرح داد. افراد داخل آسانسور (آسانسور در حال حرکت به سمت پایین) دقیقاً متوجه نمی‌شوند که چه نیرویی (نیروی جاذبه یا شتاب آسانسور) حرکت آن ها را کنترل میکند.
اثر فتو الکتریک: انیشتین در یکی از مقالات خود با موضوع اثر فتو الکتریک، بیان میکند که نور از ذرات ساخته شده است. همچنین اظهار میکند که این ذرات نور (فوتون‌ها) حامل انرژی هستند. انرژی موجود در فوتون‌ها به صورت مستقیم با فرکانس تابش متناسب است. رابطه‌ی بین انرژی و فرکانس تابش به کمک این فرمول ارائه می‌شود:
E = hv
در این فرمول،
' E ' مخفف انرژی
' h ' نماد ثابت پلانک
' v ' نماد فرکانس تابش است.
تا پیش از این، دانشمندان فرض میکردند که نور به شکل موج حرکت میکند. مطالعات انجام شده توسط انیشتین و اکتشافات او، به درک برخی مفاهیم اصلی فیزیک کمک میکند. در واقع مفهوم کوانتوم، انقلابی در فیزیک ایجاد کرد. انیشتین در سال 1924 به خاطر تحقیق بر روی موضوع اثر فتو الکتریک، برنده‌ی جایزه‌ی نوبل شد.
نگاه انیشتین به حرکت براونی: در سال 1827، رابرت براون ، گیاه شناس انگلیسی، یک حرکت تصادفی و آشفته از ذرات گرده معلق در آب مشاهده کرد. در آن زمان، او قادر نبود دلیل این حرکت را توضیح دهد. در سال 1905، انیشتین، توضیحی برای این نوع حرکت تصادفی ذرات معلق ارائه نمود. طبق گفته‌ی او، حرکات مولکولی حرارتی موجب حرکات تصادفی ذرات معلق میکروسکوپی قابل مشاهده‌ی معلق در مایع است.
میعانات گازی بوز- انیشتین (BEC): چگالش بوز- انیشتین در سال 1924 توسط آلبرت انیشتین پیش بینی شد. این میعان یک جسم شکل گرفته حاصل از پیوستگی اتم های مجزا است؛ هنگامی که در دمای 67ر459- فارنهایت یعنی 15ر273- درجه سانتی گراد خنک می‌شود. اگر چه، چگالش بوز - انیشتن برای اولین بار در سال 1995 ساخته شد اما انیشتین آن را بر اساس فرمول‌های کوانتوم ارائه شده توسط ساتی اندرانا بوز، دانشمند هندی، پیش بینی کرده بود. اریک کرنل و کارل ویمن نقش مهمی در ساخت چگالش بوز - انیشتن داشتند.
تفسیر انیشتین از رنگ آبی آسمان: پدیده‌ی نور ساطع شده از خورشید، دلیل رنگ آبی آسمان است. میدان الکترو مغناطیسی نور، باعث ایجاد لحظه‌ای دو قطبی در مولکول‌هایی می‌شود که در تماس با نور هستند. آلبرت انیشتین توضیح مفصلی در مورد پدیده‌ی پراکندگی نور ناشی از مولکول‌های جو، ارائه کرد.
آلبرت انیشتین یکی از بزرگ‌ترین دانشمندان زمان خود بود، هر چند در تمام دوران مدرسه، اشتیاقی به یاد گیری و آموزش نداشت. او تکنیک‌ها و روشهای سخت آموزش آن دوران را دوست نداشت. روشهای آموزشی به هیچ وجه کمکی به بالا بردن علاقه‌ی او به فرایند یاد گیری نکرد. عمل کرد تحصیلی انیشتین توسط معلمان او در حد متوسط در نظر گرفته شد، هر چند ذات کنجکاو انیشتین و تواناییش در درک مفاهیم پیچیده‌ی ریاضی بدون نیاز به کمک، نشانه‌ی استعداد استثنایی او بود. او توانست در سن 12 سالگی، هندسه‌ی اقلیدسی را خودش فرا بگیرد. در روزهای دوران کودکی‌اش، با خوش حالی در اتاق شلوغی نشسته و مسائل ریاضی‌اش را حل می‌کرد. اولین شغل آلبرت انیشتین، مأمور ثبت اختراع در اداره ثبت اختراعات سوئیس (برن) بود. او در ژوئن 1902 به عنوان مأمور ثبت اختراع شروع به کار کرده و حقوق سالانه 500 فرانک دریافت می‌نمود.
ابداعات و نظریه‌های آلبرت انیشتین ثابت کردند که بزرگ‌ترین کمک برای دانشمندان قرن بیستم بودند. نظریه‌ی نسبیت انیشتین را می‌توان به عنوان یکی از مهمترین نقاط عطف در تاریخ توسعه‌ی علمی در نظر گرفت. اطلاعات مربوط به این اختراعات و نظریه ها باید به خوانندگان کمک کند تا به بینشی در مورد کارهای مهم آلبرت انیشتین دست پیدا کنند.
یخچال انیشتین
اختراع شده با همکاری دانشجوی سابق خود لئو زیلارد در سال 1926.این یخچال مکنده، هیچ قطعه متحرکی نداشته و نیازمند یک منبع گرما برای انجام عملیات ثابت است.
لیست اختراعات آلبرت انیشتین: اغلب موضوعاتی که در ادامه بحث شده است ممکن است در معنای متعارف به عنوان اختراع در نظر گرفته نشود. یخچال انیشتین تنها اختراع واقعی اوست. پیشینه اختراعات انیشتین نشان می‌دهد که اکثر ابداعاتش مفاهیم نظری بوده است که پایه و اساس تحقیق بیشتر در آن زمینه را تشکیل می‌دهند. اجازه دهید یک به یک نگاهی به این ابداعات بیندازیم.
یخچال انیشتین: یخچال مکنده‌ای که با استفاده از گرما، سیستم خنک‌کننده را راه اندازی میکند. او این یخچال را با کمک دانشجوی سابق خود لئو زیلارد اختراع کرد و در 11 نوامبر 1930 به ثبت رساند. هدف اصلی انیشتین و زیلارد از ساخت این یخچال، بهبود فن آوری سرمایشی منزل بود. خبر حادثه‌ای که در نتیجه‌ی شکستن مهر و موم یخچال صورت گرفت، الهام بخش انیشتین و زیلارد بود تا به دنبال جای گزینی مطمئن برای فن آوری استفاده شده در آن زمان باشند. ویژگی منحصر به فرد یخچال انیشتین این است که ترکیب یافته از هیچ قطعه متحرکی نیست.
E: بیانگر انرژی
M: مخفف جرم
C: به عنوان یک ثابت، سرعت نور است.
با این حال باید توجه داشته باشید که انیشتین یکی از اعضای تیم مخترع بمب اتمی نبود. در واقع او نامه‌ای به رئیس جمهور آمریکا، روزولت نوشته و خواستار ساخت بمب اتم شد قبل از آنکه آلمانی‌های مهاجم اقدام به ساخت آن نمایند، هر چند انیشتین، استفاده از بمب اتمی توسط آمریکا که منجر به خون ریزی و کشتار جمعی هیروشیما در ژاپن شد را محکوم کرد.
نطریه خاص نسبیت: انیشتین در تلاش‌های خود برای تطبیق قوانین الکترو مغناطیس با مکانیک کلاسیک، این نظریه را ارائه کرد. دو مفهوم اساسی ارائه شده در زیر، ماهیت این نظریه را تشکیل می‌دهند. مفهوم نظریه اول این است که حرکت یکنواخت همیشه نسبی است.
بر اساس مفهوم دوم، "حالت سکون" را نمی‌توان تعریف کرد، به این معنی که موقعیت (حالت)، مطلق نیست. انیشتین، نظریه خاص نسبیت را در سال 1905 در مقاله‌ای تحت عنوان "الکترو مغناطیس اجسام متحرک" ارائه کرد.
نظریه عام نسبیت: فرضیه‌ی ارائه شده توسط انیشتین، اولین فرضیه در سری توضیحات نظریه‌ی عمومی نسبیت بود. تحقیقی که بر پایه این نظریه شکل گرفت، از مهمترین دستاوردهای انیشتین بود. در همین راستا، انیشتین اصل مهمی را به صورت زیر مطرح کرد، "میدان‌های گرانشی با شتاب وارد از مرجع برابر هستند". این اصل را می‌توان به کمک مثال زیر به صورت مفصل شرح داد. افراد داخل آسانسور (آسانسور در حال حرکت به سمت پایین) دقیقاً متوجه نمی‌شوند که چه نیرویی (نیروی جاذبه یا شتاب آسانسور) حرکت آن ها را کنترل میکند.
اثر فتو الکتریک: انیشتین در یکی از مقالات خود با موضوع اثر فتو الکتریک، بیان میکند که نور از ذرات ساخته شده است. همچنین اظهار میکند که این ذرات نور (فوتون‌ها) حامل انرژی هستند. انرژی موجود در فوتون‌ها به صورت مستقیم با فرکانس تابش متناسب است. رابطه‌ی بین انرژی و فرکانس تابش به کمک این فرمول ارائه می‌شود:
E = hv
در این فرمول،
' E ' مخفف انرژی
' h ' نماد ثابت پلانک
' v ' نماد فرکانس تابش است.
تا پیش از این، دانشمندان فرض میکردند که نور به شکل موج حرکت میکند. مطالعات انجام شده توسط انیشتین و اکتشافات او، به درک برخی مفاهیم اصلی فیزیک کمک میکند. در واقع مفهوم کوانتوم، انقلابی در فیزیک ایجاد کرد. انیشتین در سال 1924 به خاطر تحقیق بر روی موضوع اثر فتو الکتریک، برنده‌ی جایزه‌ی نوبل شد.
نگاه انیشتین به حرکت براونی: در سال 1827، رابرت براون ، گیاه شناس انگلیسی، یک حرکت تصادفی و آشفته از ذرات گرده معلق در آب مشاهده کرد. در آن زمان، او قادر نبود دلیل این حرکت را توضیح دهد. در سال 1905، انیشتین، توضیحی برای این نوع حرکت تصادفی ذرات معلق ارائه نمود. طبق گفته‌ی او، حرکات مولکولی حرارتی موجب حرکات تصادفی ذرات معلق میکروسکوپی قابل مشاهده‌ی معلق در مایع است.
میعانات گازی بوز- انیشتین (BEC): چگالش بوز- انیشتین در سال 1924 توسط آلبرت انیشتین پیش بینی شد. این میعان یک جسم شکل گرفته حاصل از پیوستگی اتم های مجزا است؛ هنگامی که در دمای 67ر459- فارنهایت یعنی 15ر273- درجه سانتی گراد خنک می‌شود. اگر چه، چگالش بوز - انیشتن برای اولین بار در سال 1995 ساخته شد اما انیشتین آن را بر اساس فرمول‌های کوانتوم ارائه شده توسط ساتی اندرانا بوز، دانشمند هندی، پیش بینی کرده بود. اریک کرنل و کارل ویمن نقش مهمی در ساخت چگالش بوز - انیشتن داشتند.
تفسیر انیشتین از رنگ آبی آسمان: پدیده‌ی نور ساطع شده از خورشید، دلیل رنگ آبی آسمان است. میدان الکترو مغناطیسی نور، باعث ایجاد لحظه‌ای دو قطبی در مولکول‌هایی می‌شود که در تماس با نور هستند. آلبرت انیشتین توضیح مفصلی در مورد پدیده‌ی پراکندگی نور ناشی از مولکول‌های جو، ارائه کرد.
آلبرت انیشتین یکی از بزرگ‌ترین دانشمندان زمان خود بود، هر چند در تمام دوران مدرسه، اشتیاقی به یاد گیری و آموزش نداشت. او تکنیک‌ها و روشهای سخت آموزش آن دوران را دوست نداشت. روشهای آموزشی به هیچ وجه کمکی به بالا بردن علاقه‌ی او به فرایند یاد گیری نکرد. عمل کرد تحصیلی انیشتین توسط معلمان او در حد متوسط در نظر گرفته شد، هر چند ذات کنجکاو انیشتین و تواناییش در درک مفاهیم پیچیده‌ی ریاضی بدون نیاز به کمک، نشانه‌ی استعداد استثنایی او بود. او توانست در سن 12 سالگی، هندسه‌ی اقلیدسی را خودش فرا بگیرد. در روزهای دوران کودکی‌اش، با خوش حالی در اتاق شلوغی نشسته و مسائل ریاضی‌اش را حل می‌کرد. اولین شغل آلبرت انیشتین، مأمور ثبت اختراع در اداره ثبت اختراعات سوئیس (برن) بود. او در ژوئن 1902 به عنوان مأمور ثبت اختراع شروع به کار کرده و حقوق سالانه 500 فرانک دریافت می‌نمود.
ابداعات و نظریه‌های آلبرت انیشتین ثابت کردند که بزرگ‌ترین کمک برای دانشمندان قرن بیستم بودند. نظریه‌ی نسبیت انیشتین را می‌توان به عنوان یکی از مهمترین نقاط عطف در تاریخ توسعه‌ی علمی در نظر گرفت. اطلاعات مربوط به این اختراعات و نظریه ها باید به خوانندگان کمک کند تا به بینشی در مورد کارهای مهم آلبرت انیشتین دست پیدا کنند.
