آرام در کنار آن‌ها نشستم و با علامت دست خواهش کردم بحث خود را ادامه دهند. سه نفر بودند ؛ توکا ، کبوتر و آرش ... کبوتر با هیجان و اندکی خشم گفت: - هر چیزی را که نمی شود معنا کرد؛ "بالا" یعنی بالا و "پایین" یعنی پایین. بعد سرش را به طرف توکا برگرداند و گفت: - سرت را بالا بگیر . توکا از روی صندلی بلندشد، ایستاد و سرش را به طرف آسمان گرفت. – حالا ، آرش ، تو سرت را پایین بگیر. آرش بلند شد، کف دو دستش را روی زمین گذاشت و با حرکتی تند، تلاش کرد پاهایش را به طرف آسمان ببرد و روی دو دست خود بایستد ( مثل کسانی که آکروبات می کنند) ولی نتوانست و از سمت دیگر افتاد و پشتش محکم به زمین خورد. فریادی کشید و گفت: - چه کار سختی ؟ من نمی توانم . ولی کبوتر خشمگین تر به او گفت: - چرا خودت را به سادگی می زنی؟ همان جور که روی دو پایت ایستاده ای ، می توانی سرت را "پائین" بگیری؛ به طرف زمین  و ادامه داد می بینید، "بالا" یعنی به طرف آسمان و طرف ستارگان و "پایین" یعنی به طرف زمین . این را همه می فهمند.

آرش زمزمه کرد: - ولی آسمان و ستارگان ، فقط "بالا" نیستند؛ حتی در "پایین" هم ، آسمان و ستاره است. پس به نظر تو "بالا" یعنی جایی که می تواند"پایین" یا "سمت راست" یا "سمت چپ" یا "روبه رو" و "پشت سرهم" باشد؟ توکا دخالت کرد: - "پایین" جایی است که همه چیز به طرف آن می افتد. کبوتر پذیرفت . ولی توکا ادامه داد: - پس آن طور که خیال می کنیم، نمی توان گفت :"بالا" یعنی بالا و "پایین" یعنی پایین . هر چیزی نیاز به تعریف دارد. ولی آرش موضوع را پیچیده تر کرد: - این درست! ما در ایران که در نیمکره‌ی شمالی هستیم، با آن‌ها که در نیمکره‌ی جنوبی هستند،از جمله در استرالیا، در دو جهت مختلف ایستاده ایم ؛ "پایین" برای ما و برای آن‌ها در دو جهت مخالف است. نمونه‌ی دیگری بیاوریم که در گفت و گوهای معمولی واژه های"بالا" و "پایین" معناهای دیگری هم دارند:"بالاتر از چهار راه" ، "پایین تر از فلان خیابان".

این جا دیگر "بالا" و "پایین" به آن مفهومی که گفتیم، معنا نمی دهند . در ضمن ، اگر به کسی نشانی منزل خود را این طور بدهید:"پایین تر از چهارراه A و بالاتر از مغازه B " ، در واقع او را سرگردان کرده اید. چهار خیابان یا کوچه در چهار راه A به هم می رسند؛ کدام طرف را بالا و کدام طرف را پایین می دانید؟ ...  . توکا گفت: من حرف دیگری دارم. – وقتی در هوای سرد زمستان ، نفس خود را بیرون می دهید، بخار آبی که از دهان شما خارج می شود، به طرف زمین نمی رود. وقتی کتری یا سماور می جوشد، باز هم بخار آب در جهت عکس می رود و به زمین نمی رسد. درست است که من گفتم :"پایین جایی است که همه چیز به طرف آن می افتد"؛ ولی مگر بخار آب جزو "همه چیز " نیست؟ این مشکل را چگونه حل کنیم؟ کبوتر می اندیشید ... بعد سرش را بالا گرفت و گفت: - مشکل دیگری هم هست .

من در یک فیلم که به یک سفینه‌ی واقعی فضایی مربوط بود، دیدم چیزی به طرف کف فضا پیما نمی افتد، همه چیز در هوا معلق می شود. نمی دانم در این باره چه بگویم؟ در آن "بالا" کجاست و "پایین" کجا؟ آرش دخالت کرد: - آن نقطه "صفر" است، مرز پایین و بالا است. نه بالایی وجود دارد و نه پایینی . کبوتر و توکا هر دو اعتراض داشتند. –"صفر " یعنی چه ؟ مگر "صفر" به معنای "هیچ" نیست؟ چیزی که "هیچ" است، یعنی وجود ندارد. مگر می شود داوری خود را بر پایه "چیزی" بگذاریم که وجود ندارد؟ - سکوت! هر سه نفر رو به من کردند. می خواستند مشکل آن‌ها را حل کنم . پرسیدم: - شماها به چه چیزی "واقعی"می گویید؟ از کجا بفهمیم" چه چیزی وجود دارد و چه چیزی وجود ندارد"؟ کبوتر: - چیزی "وجود دارد" که قابل لمس باشد، بتوان آن را "حس کرد، "وجودی" مادی باشد یا بشود آن را "شنید" یا "بوئید". "صفر " نه قابل لمس است، نه قابل شنیدن و نه قابل بوییدن. – درباره‌ی مفاهیمی مثل "عشق" ، "دوستی" ، "کینه" ، "ریا" و ... چه می گویید؟ این‌ها "وجودهایی" مادی نیستند و با هیچ یک از "حس‌های" پنجگانه ما تشخیص داده نمی شوند؛ ولی "وجود" دارند. – سکوت! – به نظر من ، وجودی " واقعی" است که کنشی داشته باشد و بتوان اثر کار آن را دید یا حس کرد. عشق و دوستی ، رفتار آدمی را تغییر می دهد؛ نه تنها در اخلاق و رفتار شخصی فرد، بلکه در برخوردهای اجتماعی او اثر و نتیجه عمل آن را می بینیم .

آدم‌هایی هستند که چشم و گوش خود را به روی پیش آمدها می بندند، به خوب و بد دیگران کار ندارند، گرفتاری‌های مردم، فقر و رنج آ‌ن‌ها و یا برکس ظلم و غارتگری آن‌ها، در او تاثیر نمی کند ، او "بی طرف" است ، با هر کس روبه رو می شود، به میل و دلخواه او حرف می زند، به چیزی و اندیشه ای معتقد نیست، تنها می خواهد این چند روز زندگی را با "آرامش" و "بی دردسر" بگذراند و ... به چنین کسانی "صفرهای اجتماعی" می گویند. ولی این " صفرها" وجود دارند، می توان آن‌ها را لمس کرد، راه می روند ، می خورند، می خوابند، روز و شب در اندیشه‌ی جیب خود و " خور و خواب" خود هستند. می دانید چرا نام این آدم‌ها را "صفرهای اجتماعی" گذاشته اند. در این نام‌گذاری ، به یکی از ویژگی های عدد صفر نظر داشته اند. اگر "صفر" در سمت راست عددی قرار گیرد ، آن را ده برابر می کنند؛ اگر عدد مثبت باشد، آن را ده برابر می کند و اگر جلوی عدد منفی هم قرار گیرد، باز آن را ده برابر می کند. "صفرهای اجتماعی" چون تنها به سود خود و گذران عادی زندگی خود فکر می کنند، به طور معمول دنباله رو سود پرستان و قدرت‌مندان هستند، بنابراین، به نیروی آن‌ها می افزاید؛ یعنی نیروهای منفی جامعه را تقویت می کنند. با این نام‌گذاری می خواهند بگویند: "بی طرفی" در عمل، به معنای "طرفداری" از نیروهای منفی جامعه است. می بینید، بسته به این که کجا از "صفر" استفاده کنیم، می تواند ارزش‌های مختلفی داشته باشد.

به هر حال ، " صفر" مثل هر عدد دیگری ، ضمن عمل خود، در نتیجه‌ی کار اثر می گذارد؛ پس وجود دارد. صفر، عددی است مثل هر عدد دیگر. مجموعه ها را می شناسید، معنای "مجموعه‌ی تهی" را هم می دانید. اگر مجموعه ای یک عضو داشته باشد و این عضو برابر صفر باشد، مجموعه‌ی تهی با مجموعه ای که عضو آن برابر صفر است ، فرق دارد. نتیجه می گیریم وقتی از مفهوم صحبت می کنیم، نباید آن را سهل و ساده و همان طور که در حرف‌های روزانه به کار می بریم، بنگریم  و باید ببینیم در کجا از آن استفاده می کنیم . بعضی مفهوم‌ها تنها نام‌گذاری است؛ مثل شکلی که به آن دایره می گوییم . در این جا یک تعریف درست ، برای شناسایی کافی است ( تعریف دایره). ولی بسیاری از مفهوم‌ها ، معنایی نسبی دارند؛ مثل مفهوم "بالا" و "پایین" ، ولی عدد صفر هیچ تفاوتی با عددهای دیگر ندارد و مثل هر عدد دیگری ، ویژگی‌هایی دارد که برخی از آن‌ها مخصوص صفر است. برای نقشی که "تعریف" دارد، آزمایشی می کنیم. از کبوتر و توکا خواستم رودرروی هم و به فاصله یک متر بایستند. جایی را که توکا ایستاده بود، مرکز فرض کردم و به شعاع برابر یک متر ، دایره ای دور او و روی زمین کشیدم. از کبوتر خواستم روی محیط این دایره و رو به توکا حرکت کند تا به جای اول خود برسد. از توکا خواستم همراه حرکت کبوتر، دور خود بچرخد؛ به نحوی که همیشه رودرروی کبوتر باشد.

وقتی کبوتر به جای اول خود رسید ، از او پرسیدم: - آیا توانستی یک دور ، دور توکا حرکت کنی ؟ آیا توکا را دور زدی ؟ - بله، یک دور کامل دور توکا چرخیدم . آرش موافق نبود: - تو به هیچ وجه دور توکا نچرخیدی. در همه حال ، صورت توکا را می دیدی و این را نمی توان دور زدن توکا نامید. – ولی من محیط یک دایره را به طور کامل پیموده ام. این دور زدن است. من دخالت کردم: - هر دو درست می گویید و این بسته به تعریفی است که برای دور زدن بپذیریم . با یک تعریف ، تو دور توکا چرخیده ای ، ولی با تعریفی که آرش از دور زدن دارد، تو دور او نچرخیده ای . ببینید، با این که امروز می دانیم زمین به دور خورشید می چرخد ، در صحبت‌ها و نوشته ها از حرکت ماه و خورشید نام می برند. همین حرکت ظاهری خورشید و ماه و ستارگان هزاران سال موجب اشتباه دانشمندان شد و وقتی هم که در کم‌تر از پانصد سال پیش نظریه‌ی "خورشید مرکزی" مطرح شد ، به خاطر آن ، نوشته‌ی "کپرنیک" را ممنوع اعلام کردند، " گالیله " را به دادگاه کشاندند و "جیوردانوبرونو" را  در کومه ای از آتش سوزاندند و ... به هر حال ، اگر زمین را مبنا بگیریم، خورشید ، سیاره ها و ستارگان حرکت می کنند. حرکت ، مفهومی نسبی است. وقتی در اتومبیل به سرعت از کنار درختان عبور می کنید، مثل این است که درختان به سمت عقب شما حرکت می کنند و شما ساکن هستید؛ یعنی اگر مبنا یا به اصطلاح ریاضیدانان، مبدا را اتومیبل بگیریم، آن وقت می گوییم درختان نسبت به این مبدا در حرکت اند. تعریف و قرار داد، تکلیف بسیاری از مفهوم‍‌ها را روشن می کند. همیشه باید بدانیم از چه چیزی صحبت می کنیم ، چه تعریفی برای آن داریم و در ضمن ، از دانش خود یاری بخواهیم تا بتوانیم درست را از نادرست تشخیص دهیم. در دانش و از جمله در ریاضیات ممکن است واژه ای که به کار می بریم ، با معنای عادی و روزمره‌ی آن متفاوت باشد.

این حالت ماده، یعنی حالت متراکم، تنها حالت ماده است که در زمان کشف شدن آن، شما هم به دنیا آمده بودید. در 1995 دو دانشمند به نام های کرنل و وای من، این حالت ماده را ساختند. دو دانشمند دیگر یعنی ساتیندرا بوز و آلبرت انیشتین وجود داشتن این حالت را در سال 1920 پیش بینی کرده بودند. ولی آنها وسایل و امکانات لازم را برای ساختن آن نداشتند. اما ما حالا می توانیم!

اتم های پلاسماها فوق العاده داغ و فوق العاده برانگیخته هستند. اما حالت متراکم(BEC) درست برعکس این است. آنها کاملا تحریک نشده و فوق العاده سرد هستند.

درباره حالت متراکم:

بگذارید اول "متراکم شدن" را توضیح بدهیم. متراکم شدن یا چگالش وقتی رخ می دهد که چند مولکول گاز با یکدیگر جمع شده و تبدیل به مایع بشوند. این اتفاق به خاطر کاهش انرژی می افتد. اتم های گازها واقعا برانگیخته و پر انرژی هستند. وقتی انرژیشان کم می شود، حرکتشان کند می شود و دور هم جمع می شوند و می توانند تبدیل به قطره شوند.

وقتی آب را می جوشانید، بخار آب روی در  قابلمه چگالیده یا متراکم می شود.

یعنی روی در فلزی سرد شده، دوباره به مایع تبدیل می شود. حالا به آن یک ماده چگال می گویند.

حالت متراکم در دمای فوق العاده پایین اتفاق می افتد. حتما درباره مقیاس های دما و درجه کلوین می دانید. در صفر درجه کلوین تمام مولکول ها از حرکت می ایستند. دانشمندان راهی پیدا کرده اند که بتوانند ماده را تا دمای نزدیک به صفر مطلق سرد کنند.

وقتی که دما تا این حد کم می شود، می شود با چند عنصر خاص حالت متراکم ماده ساخت. کرنل و وای من این کار را با عنصر روبیدیم انجام دادند.

بگذار یکپارچگی رخ بدهد!

خب حالا ماده ای داریم که سرد است اما نه هر سردی! چون یک تکه یخ هنوز در حالت جامد است. اما وقتی به دمایی نزدیک صفر مطلق می رسیم، اتفاق خاصی می افتد. اتم ها شروع به جمع و یکپارچه شدن می کنند. تمام این اتفاق در دمایی حدود چند بیلیونیم درجه رخ می دهد، در نتیجه شما آن را توی خانه تان تجربه نمی کنید.

نتیجه ی این یکپارچه شدن اتم ها، حالت متراکم بوز - انشتین است.

اتم هایی که در یک محل جمع شده اند، تشکیل یک ابر اتم می دهند. دیگر هزاران اتم مجزا نداریم. همه آنها کیفیت مشابهی دارند و برای هدف ما تبدیل به یک توده واحد شده اند.

آیا واقعاً تخم مرغ ها نفس می کشند؟ در این آزمایش شما حقیقت اینکه آیا تخم مرغ ها واقعاً نفس می کشند یا نه را کشف می کنید.

وسایل لازم:

یک عدد تخم مرغ

ظرف شیشه ای تمیز با دهانه گشاد (می توانید از ظرف شیشه ای مخصوص ژله، زیتون یا ترشی استفاده کنید)

آب گرم

ذره بین

راهنما

مراحل انجام آزمایش:

تخم مرغ را داخل ظرف شیشه ای قرار دهید. (مراقب باشید که تخم مرغ نشکند) سپس ظرف را از آب گرم شیر پرکنید. (آب آنقدر گرم باشد که دست شما را نسوزاند.)

ظرف شیشه ای را روی میز قرار دهید و برای چند دقیقه آن را مشاهده کنید.

اگر تغییری را مشاهده کردید، به کمک ذره بین آن دقیقاً بررسی کنید.

چه اتفاقی می افتد و چرا؟

حبابها به تدریج بر روی پوسته تخم مرغ ظاهر می شوند. این حبابها در آب شناور شده و به سطح آب می روند.

دلیل به وجود آمدن این حبابها آن است که سطح تخم مرغ سوراخ های بسیار بسیار ریزی دارد که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیستند. پوسته ی هر تخم مرغ تقریباً 7000 سوراخ دارد!!

داخل پوسته تخم مرغ یک محفظه کوجک هوا قرار دارد. هوا در حال خاج شدن از سوراخ های موجود در پوسته تخم مرغ با آب گرم برخورد کرده و به شکل حباب در آب ظاهر می شود.

این عمل مانند این می ماند که تخم مرغ نفس می کشد !!!

به همان سادگی که هوا از سوراخهای موجود در پوسته خارج می شود به همان سادگی نیز وارد تخم مرغ می شود. این امر باعث می شود که بوی تخم مرغ تغییر کند، حتی وقتی دوباره هوا از سوراخ ها خارج می شود بو داخل تخم مرغ باقی می ماند.

به همین دلیل است که اگر تخم مرغ ها خارج از جعبه مخصوص - که شما تخم مرغها را داخل آن خریداری می کنید- نگهداری شوند بو و مزه مواد غذایی دیگری که داخل یخچال نگهداری می شوند، مثل گوشت بد بو ، پنیر و پیاز را می گیرند.

بنابراین همیشه تخم مرغ ها را داخل جعبه مخصوص و داخل یخچال نگهداری کنید.

اندازه مردمک چشم شما تغییر می کند تا مقدار نوری را که به چشمان شما وارد می شود، کنترل کند. شما می توانید ببینید که اندازه مردمک چشمان شما متناسب با میزان نور ورودی تغییر می کند. همچنین می توانید با طراحی آزمایشی پی ببرید که چگونه تابش نور در یکی از چشم ها باعث تغییر اندازه  مردمک در چشم دیگر می شود.

وسایل لازم:

*یک ذره بین (حداقل به قطر 2.5 سانتی متر)

*یک آینه ( آینه های کوچک جیبی، آینه پلاستیکی 10×10 یا بزرگ تر، یا یک آینه دیواری) آینه های پلاستیکی از آینه های شیشه ای ایمن تر بوده و در فروشگاه های لوازم پلاستیکی یافت می شوند.

*یک چراغ قوه

روش کار:

ذره بین را روی سطح آینه قرار دهید. با یکی از چشمان خود به مرکز این ذره بین نگاه کنید. اگر شما لنز یا عینک دارید می توانید در حین انجام آزمایش از آن ها هم استفاده کنید. فاصله خود را از آینه تغییر دهید تا جایی که به یک تصویر واضح و بزرگ از چشمان خود دست یابید.

به بخش سفید چشمان، دایره رنگی عنبیه،  مردمک و حفره سیاهی که در مردمکتان قرار دارد توجه نمایید.

نور را به مردمک یکی از چشمان بتابانید. اگر از یک آینه کوچک استفاده می کنید، چراغ قوه را در پشت آینه قرار داده و نور را از اطراف آینه به چشمان خود بیاندازید. اگر از آینه بزرگی استفاده می کنید، نور را از بالای آینه به چشم خود بیاندازید و ببینید که اندازه مردمک چطور تغییر می کند.

توجه کنید که برای گشاد شدن مردمک، نسبت به تنگ شدن آن زمان بیشتری نیاز است. جالب است بدانید که گاهی مردمک هم خطا می کند،بیش از اندازه کوچک می شود و سپس به تدریج به اندازه مورد نیاز باز می گردد.

نتیجه تغییر اندازه یکی از مردمک ها را هنگامی که شما یا دوستتان نور را به داخل مردمک دیگر انداخته یا از آن بر می دارید، مشاهده کنید.

در یک اتاق نیمه تاریک، در حالی که یکی از چشمان خود را باز و بسته می نمایید، نتیجه تغییرات مردمک را بر چشم دیگر مشاهده نمایید.

چه اتفاقی می افتد؟

مردمک روزنه ای است که اجازه می دهد نور به داخل چشم راه یابد. با توجه به اینکه بیشتر نوری که داخل چشم می شود امکان فرار ندارد، مردمک سیاه رنگ به نظر می رسد.در نور های کم، اندازه مردمک بزرگ تر می شود تا نور بیشتری به داخل چشمان راه پیدا کند، در نور شدید هم جمع می شود. قطر مردمک از حدود 1.5 میلی متر تا 8 میلی متر تغییر می کند.

نوری که توسط شبکیه ما شناسایی می شود، به پالس های عصبی تبدیل می شود که از طریق اعصاب نوری ما منتقل می شود. بخشی از این پالس های عصبی از طریق اعصاب به عضلاتی منتقل می شوند که کنترل کننده اندازه مردمک اند. بخشی از نور دریافتی توسط یک چشم، توسط این اعصاب به عضلات کنترل کننده چشم دیگر منتقل می شوند.به همین دلیل است که ما با تاباندن نور به یکی از چشمان شاهد تغییر اندازه مردمک در چشم دیگر خواهیم بود.

در این آزمایش، نوری که از چشم شما بازتابیده می شود، دوبار از ذره بین عبور می کند. یک بار قبل از رسیدن به آینه و بار دیگر در زمان بازتاب از آن. در نتیجه ذره بین اندازهِ چشم شما را دو برابر معمول بزرگ خواهد کرد.

و در آخر...

اندازه مردمک نمایان گر وضعیت بدن و مغز شماست. اندازه مردمک ممکن است به دلیل اینکه شما ترسیده اید، عصبانی هستید، درد دارید، عاشق شده اید یا تحت تاثیر مواد دارویی هستید نیز تغییر کند.

مردمک علاوه بر نشان دادن محرک های عصبی اشخاص، خود نیز به عنوان یک محرک عمل می کند. اندازهِ مردمک یک شخص می تواند احساس صمیمیت و مهمان نوازی را به طرف مقابل بدهد.

عکس العمل مردمک یک فعل ناخودآگاه است. مانند جهیدن زانو در برابر ضربه. از تست واکنش های مردمک برای تعیین این که ساختار بدن خوب کار می کند یا آسیب دیده است، استفاده می کنند.

وجود مردمک عاملی است که باعث می شود گاهی چشمان ما در عکس ها به رنگ قرمز در بیاید. وقتی که نور شدید فلاش وارد مردمک می شود، می تواند خون قرمز شبکیه (بخش حساس به نور انتهای چشم) را بازبتاباند. و نور انعکاسی از مردمک خارج می شود. اگر این اتفاق بیافتد، به نظر می رسد که شخص در عکس چشمان قرمز رنگی دارد. برای اجتناب از آن، عکاسان فلاش را با فاصله از لنز دوربین قرار می دهند. با این ترفند، نوری که از طریق فلاش وارد چشم می شود، باعث روشن شدن بخشی از شبکیه می شود که توسط لنز دوربین قابل مشاهده نیست.

دوست خود را غیب کنید، طوری که فقط لبخندی از او باقی بماند. در بیشتر موارد، هر دو چشم ما تصاویری تقریباً مشابه از جهان اطراف ما دریافت می کنند. این دو تصویر با هم ادغام می شوند تا تصویری سه بعدی از جهان را به ما بدهند. این آزمایش تلاش دارد بیازماید که هنگامی که چشمان شما تصاویر متفاوتی را ببینند چه اتفاقی می افتد.

وسایل لازم:

*یک آینه دستی با ابعاد تقریبی 10*15 سانتی متر

*یک دیوار سفید، پوستر سفید یا هر چیز دیگری با زمینه سفید

*یک همراه

روش کار:

طوری بنشینید که سطح سفید یا دیوار در سمت راست شما قرار بگیرد. قسمت پایین آینه را با دست چپ خود بگیرید و آینه را مقابل بینی خود بگیرید، طوری که تصویری را که از انعکاس آینه می بینید، مربوط به سطح سفید باشد.

در حالی که آینه را مقابل بینی خود گرفته اید، طوری آن را بچرخانید که چشم راست شما تنها تصویر مربوط به دیوار سفید را ببیند، در حالی که شما به همراهی که در فاصله ی چند متری شما نشسته است نگاه می کنید. ( مطابق شکل ) دست راست خود را مقابل دیوار سفید حرکت دهید و وانمود کنید که مشغول پاک کردن چیزی از روی تخته اید. می بینید که بخشی از صورت همراه شما پاک می شود!

این آزمایش در صورتی که دوست شما کاملاً بی حرکت در کنار یک تخته صاف و با رنگ روشن باشد با کیفیت بهتری انجام خواهد شد. شما باید تا جایی که ممکن است سر خود را نیز بی حرکت نگه دارید.

اگر شما در دیدن پاک شدن صورت دوست خود مشکل داشتید، احتمالاً یکی از چشمان شما قوی تر از دیگری است. این آزمایش را یکبار دیگر با جابه جا کردن جای چشم هایی که به همراه و آینه نگاه می کنند، تکرار کنید.

اشخاص از دیدن این اثر بسیار متعجب می شوند؛ گروه کمی موفق به دیدن این اثر نمی شوند. ممکن است مجبور باشید برای رسیدن به موفقیت این آزمایش را بارها انجام دهید. زود خسته نشوید! به خودتان زمان بدهید تا تأثیر آن را مشاهده نمایید.

چه اتفاقی افتاده؟

به طور معمول، چشمان ما تصاویری با تفاوت های جزیی را از جهان اطراف به ما می دهند. مغز ما این تصاویر جدا را گرفته، تحلیل و ترکیب می کند تا به یک تصویر سه بعدی دست یابد.

در این آزمایش، آینه باعث می شود که چشمان شما تصاویر کاملاً متفاوتی دریافت کنند.یکی از چشمان مستقیماً به شخص دیگر می نگرد، در حالی که چشم دیگر به صفحه سفید و دست در حال حرکت ما می نگرد. مغز شما تلاش می کند که این دو تصویر را با هم ترکیب کند و به تصویر واحدی برسد.

مغز بسیار به تغییرات و حرکت حساس است. تا زمانی که همراه شما کاملاً بی حرکت نشسته است، مغز بیشتر به اطلاعاتی که از طرف دست در حال حرکت می آید توجه می کند، و بخشی از صورت شخص پاک می شود! کسی نمی داند که چرا و چگونه بخشی از صورت باقی می ماند، ولی به نظر می رسد که چشم ها و دهان آخرین اجزایی هستند که پاک می شوند. دهان باقی مانده باعث نام گذاری این آزمایش شده است.

و در آخر

نام این آزمایش "گربه رنگ پریده" از "آلیس در سرزمین عجایب" اثر"لوییز کارول" گرفته شده است که در آن گربه غیب می شد، در حالی که تنها لبخندی از آن باقی مانده بود!

نفوذ مولکولی در شیمی فرآیندی است که در آن مولکول ها از میان یک حفره بدون این که با یکدیگر برخوردی داشته باشند، به طور مستقیم و انفرادی عبور می کنند.

بر طبق قانون نفوذ مولکولی گراهام، سرعت نفوذ گازها (تعداد مولکول های عبور کرده از حفره در ثانیه) به وزن مولکولی گاز ها بستگی دارد. در واقع گازهایی که وزن مولکولی کم تری دارند سریع تر از گازهایی که وزن بیشتری دارند، از درون حفره عبور می کنند.

جذر میانگین مجذور سرعت مولکولی ( V_rms ) هر گازی می تواند با بکار گیری معادله ی زیر بدست آید:

در جایی که K_B ، ثابت بولتزمن می باشد. بنابراین مولکول های سبک تر ، سرعت بالاتری دارند.

قانون گراهام که به عنوان قانون نفوذ مولکولی گراهام ثبت گردیده، توسط شیمی فیزیکدان اسکاتلندی به نام توماس گراهام ( Thomas Graham ) فرمول بندی شده است.

گراهام به طور تجربی دریافت که سرعت نفوذ گاز با جذر وزن مولکولی گاز، به طور معکوس متناسب است.

در جایی که Rate₁، سرعت نفوذ اولین گاز، Rate₂ سرعت نفوذ برای دومین گاز، M₁ وزن مولکولی گاز اول و M₂ وزن مولکولی گاز دوم است. تئوری کامل تری از قانون گراهام سال ها بعد به صورت تئوری سینتیکی و جنبشی گازها ارائه شد.

قانون گراهام در واقع اساس و پایه ای را برای تفکیک ایزوتوپ ها به وسیله ی نفوذ مولکولی، فراهم آورده است که این روش می تواند نقش بسیار سخت و بحرانی ای را در توسعه ی بمب اتمی ارائه دهد ( مبنایی برای تفکیک ایزوتوپ ²³⁵U از ²³⁸U ).

مثال:

اگر گاز اول، هیدروژن و گاز دوم، اکسیژن باشد بنابر رابطه ی قانون گراهام:

بنابراین مولکول های هیدروژن 4 برابر سریع تر از مولکول های اکسیژن نفوذ می کنند.

جهت یادگیری بیشتر آزمایش زیر را انجام دهید.

دستورالعمل:

در ابتدا برای آشنایی با محلول ها و رفتار آن ها بایستی با مفاهیم زیر آشنا شویم:

محلول: مخلوطی همگن از دو یا چند ماده در فاز یکسان.

حلال: جزء حاضر در محلول با بالاترین مقدار.

ماده ی حل شده: جزء حاضر در محلول با کم ترین مقدار.

مولاریته: تعداد مول های ماده ی حل شده در یک لیتر محلول.

مولالیته: تعداد مول های ماده ی حل شده در 1000 گرم از حلال.

کسر مولی: تعداد مول های یک جزء تقسیم بر تعداد مول های کلی اجزاء.

درصد وزنی: وزن یک جزء تقسیم بر وزن کلی مخلوط ضرب در 100.

خواص کولیگاتیو: خواصی از محلول هستند که فقط به تعداد نسبی ذرات ماده ی حل شده (مولکول یا یون) و حلال حاضر در حجم مشخصی از محلول، بستگی دارند و نه به ماهیت ماده ی حل شده.

 خواص کولیگاتیو به شرح زیر می باشند:

در این جا تنها با کاهش نسبی فشار بخار و افزایش (صعود) نقطه ی جوش آشنا خواهیم شد.

کاهش نسبی فشار بخار:

کاهش نسبی فشار بخار جزء یکی از خواص کولیگاتیو می باشد که به غلظت ماده ی حل شده بستگی دارد. یک محلول دوتایی شامل ماده ی حل شده ی غیر فرار و حلال فرار را در نظر بگیرید. فشار بخار محلول ( P ) با فشار بخار حلال در محلول ( P_A ) برابر است که البته در این جا P_A به طور مستقیم با کسر مولی اش در محلول ( X_A ) متناسب است.

در جایی که C_A کسر مولی حلال است. اگر کسر مولی ماده ی حل شده  C_B باشد پس:

(2)  C_A + C_B = 1   یا    C_A = 1- C_B

از معادلات 1 و 2 بدست می آید:

در نهایت کاهش نسبی فشار بخار نتیجه می شود که با کسر مولی ماده ی حل شده برابر می باشد.

افزایش یا صعود نقطه ی جوش:

نقطه ی جوش یک مایع ممکن است بدین صورت تعریف شود:

دمایی که در آن فشار بخار مایع با فشار جو برابر می شود.

شکل 1

منحنی های فشار بخار برای حلال خالص و محلول متشکل از ماده ی حل شده ی غیر فرار در بالا نشان داده شذه است. AB منحنی فشار بخار حلال خالص و CD منحنی فشار برای محلول است. در این نمودار T₀ نقطه ی جوش حلال خالص و T₁ نقطه ی جوش محلول می باشد. در حضور یک ماده ی حل شده ی غیر فرار، زمانی که به محلول گرما داده می شود، دمای محلول رفته رفته بالاتر می رود و در نهایت فشار بخار محلول با فشار جو برابر می شود و در این زمان است که محلول به جوش می آید. تفاوت در نقاط جوش به صورت DT_b  نشان داده شده است که صعود و یا افزایش نقطه ی جوش محسوب می شود. صعود نقطه ی جوش با غلظت ماده ی حل شده متناسب است.

برای محلول های رقیق W_A / M_A >> W_B / M_B است و بنابراین می توان در مخرج از W_B / M_B صرف نظر کرد. اگر W_A وزن حلال بر حسب کیلوگرم باشد، پس n_B / W_A برابر با مولالیته ی محلول (m ) خواهد بود. بنابراین صعود نقطه ی جوش بدست می آید:

واحد K_b  به صورت K.Kg. mol^-1 می باشد. مقدار K_b به حلال بستگی دارد و مستقل از ماهیت ماده ی حل شده و غلظت محلول است.

کیفیت فرش‌های ماشینی متنوع است. سعی کنید حتما قبل از خرید یک فرش ماشینی مناسب با یک فرش‌فروش ماهر مشورت کنید تا بهترین فرش را برای منزل خود خریداری کنید.

الیاف مصنوعی فرش‌های ماشینی مانند پلی پروپلین باعث کاهش تراکم استخوانی می‌شوند و دردهای استخوانی را افزایش می‌دهند.

فرش ماشینی باعث حساسیت‌های پوستی می‌شود و به همین دلیل افرادی که دچار اگزماهای پوستی شدید هستند باید به شدت از خرید فرش‌های با الیاف مصنوعی جلوگیری کنند.

اگر عادت دارید روی زمین بخوابید، سعی کنید روی فرش ماشینی نباشد یا حداقل تشک در زیر خود پهن کنید زیرا خوابیدن مستقیم روی این فرش‌ها باعث کاهش تراکم استخوانی می‌شود و باعث می‌شود که کلسیم‌ مواد غذایی جذب بدن نشود.

فرش‌های ماشینی در نهایت با آسیب رساندن به عضله‌ها و استخوان‌ها، قدرت حرکتی را از شما می‌گیرد و عضلاتتان را ضعیف و ناتوان می‌کند.

پیشرفته‌ترین ماشین مولکولی جهان ساخته شد
پژوهشگران دانشگاه منچستر با تولید یک ماشین بسیار پیچیده که به تقلید از ساختاری مشابه در طبیعت ساخته شده بود، موفق به یک انقلاب صنعتی در مقیاس کوچک شدند.
«دیوید لایف» و همکارانش، یک ماشین مولکولی مصنوعی ساختند که پیشرفته‌ترین ماشین مولکولی جهان محسوب می‌شود. این گروه تحقیقاتی نتایج کار خود را در نشریه «Science» به چاپ رساندند.
«لایف» می‌گوید: این ماشین می‌تواند مولکول به مولکول واحدهای سازنده را کنار هم قرار داده و ساختار مورد نظر را تولید کند، این کار شبیه فرآیند ربات‌هایی است که در خط تولید خودرو مشغول ساخت و مونتاژ خودرو هستند.
از چنین ماشین‌هایی می‌توان برای ساخت مولکول‌های پیچیده استفاده کرد، به‌ طوری که فرآیند ساخت با کارایی بالا و هزینه کم انجام شود. با این ماشین‌ها می‌توان همه نوع محصولی تولید کرد و فرآیند ساخت آنها از سطح مولکولی آغاز می‌شود. برای مثال ما در حال حاضر از این سیستم برای تولید داروهایی نظیر پنی‌سیلین استفاده می‌کنیم.
ابعاد این ماشین بسیار کوچک بوده و در حد چند نانومتر طول دارد، تنها با استفاده از دستگاه‌های خاص می‌توان این ماشین را مشاهده کرد. برای ساخت این ماشین از کارخانه‌های طبیعی که در جهان اطراف ما وجود دارد الهام گرفته شده است، کارخانه‌هایی که در آنها رشته‌های برنامه‌ریزی شده دی‌ان‌ای که حاوی اطلاعاتی هستند موجب به‌ هم متصل شدن واحدهای سازنده با ترتیبی صحیح می‌شوند.

ریبوزوم یکی از عجیب‌ترین کارخانه‌های طبیعی به‌ شمار می‌رود؛ کارخانه‌ای که در تمام سلول‌های بدن دیده می‌شود.
عملکرد این ماشین جدید بسیار شبیه ریبوزوم است؛ حلقه‌ای که در اطراف دی‌ان‌ای حرکت کرده و واحدهای سازنده مناسب را به یکدیگر متصل می‌کند؛ این اتصال با ترتیبی مناسب و از پیش تعیین شده انجام می‌شود. با این کار مولکولی دلخواه تولید می‌شود.
در ابتدا این حلقه با استفاده از یون‌های مس روی رشته مولکولی قرار می‌گیرد، سپس یک بازوی فعال که به این ماشین چسبیده، شروع به کار می‌کند.

این حلقه شروع به فعالیت کرده و در طول رشته بالا و پایین می‌رود تا این که به یک گروه بزرگ می‌رسد. این بازو مولکول ساخته شده را از سیستم جدا می‌کند و به بخش دیگر این ماشین می‌برد. سپس بخش دیگر این مولکول می‌تواند در جای دیگر ساخته شود. پس از این که تمام بخش‌های مختلف مولکول مورد نظر ساخته شد، حلقه از رشته جدا می‌شود و فرآیند سنتز پایان می‌پذیرد.

محققان دریافتند:
گل‌ها و زنبورها هم اس ام اس بازی می‌کنند!
پژوهش دانشمندان بریستول برای نخستین بار نشان می‌دهد که حشرات گرده‌افشان مانند زنبور عسل قادر به پیداکردن و تشخیص سیگنال‌های الکتریکی هستند که از گل‌ها فرستاده می‌شوند.
محققان دریافتند که گل‌ها هم الگوهای سیگنال رسانی خاصی برای خود دارند که با استفاده از آن می‌توانند اطلاعات را به حشره گرده افشان مخابره کنند.
این سیگنال‌های الکتریکی می‌توانند به اتفاق سایر سیگنال‌های گل همکاری گروهی داشته باشند و به اصطلاح قدرت تبلیغاتی خود را برای جذب حشرات افزایش دهد.
گیاهان معمولا بار منفی دارند و میدان‌های الکتریکی ضعیفی را ساطع می‌کنند. از سویی دیگر زنبورها هنگام پرواز در هوا بار مثبت را دریافت می‌کنند. زمانی که زنبورها بر فراز گل‌ها پرواز می‌کنند، در حقیقت نیروی الکتریکی اندکی به وجود می‌آید که می‌تواند به طور بالقوه اطلاعات را هدایت کند.
محققان با قرار دادن الکترودهایی در ساقه‌های گل اطلسی متوجه شدند که هنگام پرواز زنبور عسل، پتانسیل گیاه برای چند دقیقه افزایش می‌یابد.
نکته شگفت انگیز این تحقیق در این است که زنبورهای عسل می‌توانند میدان‌های الکتریکی متفاوت گل را تشخیص و آنها را از یکدیگر تمایز دهند.
پژوهشگران بر این باور هستند که موی زنبورعسل‌های مودار با قرار گرفتن در معرض نیروی الکترواستاتیکی به اصطلاح سیخ می‌شود که نوعی واکنش محسوب می‌شود.
به گفته دکتر "هیدر ویتنی" یکی از نویسندگان این پژوهش، چنین روش مخابره‌ای که در نوع خود بدیع به شمار می‌رود، نشان می‌دهد که گل می‌تواند به طور بالقوه حشرات گرده افشان را از وضع واقعی ذخیره شهد و گرده با خبر کند.
بر اساس این گزارش، نتایج به دست آمده درک کلی جدیدی را از قوه ادراک حشرات و ارتباطات گل در اختیار محققان قرار می‌دهد.
این تحقیق در مجله "Science Express" منتشر کرده است.