یا باقی

نه من زبی عملی در جهان ملولم وبس

ملالت علما هم زعلم بی عمل است

 جایگاه فیزیک و لزوم ایجاد دهکده فیزیک در جامعه ما

محمد فرهاد رحیمی  

ان الله لایغیر ما بقوم حتی یغیرو اما بانفسهم 

خداوند آنچه با بشریت است را تغییر نمی دهد بلکه انسان آنچه در خودش است را تغییر می دهد معادل تکنولوژی در قرآن کریم کلمه تسخیر است وتفکرهم ارز علم است. قرآن کریم مثال هایی از داوود و سلیمان آورده است که در آن عصر تکنولوژی آنها سرآمد بوده است: 

و النا له الحدید ان اعمل سبغت  

و ما آهن نرم را برای او ساختیم وما باد را در اختیار او قرار دادیم و گویی در آن عصر ماشین های سنگین و قوی را می توانسته اند کنترل کرده و صخره ها را جابجا نمایند وبعدها به Dhul-qarnain برخورد می کنیم که حصارهایی با بلوکهای آهنی و مسی گداخته ساخته بودند. در واقع در آن عصر تکنولوژی های متولوژی ،ساختمانهای سنگین،تکنولوژی کنترل قدرت باد و ارتباطات راه داشتند. 

تلک الامثال نضربها للناس لعلهم یتفکرون 

خداوند قول داده است که هرکه به دستوراتش عمل کند مزدش را می دهد . 

انی لا اضیع عمل عامل منکم 

در آمد صادرات متخصصین اسرائیل از درآمد صادرات نفت ما بیشتر است و هندیها در آمد فروش نرم افزارشان از درآمد نفت ما بیشتر است.به قول فردوسی توانا بود هرکه دانا بود.دیدیم چگونه آمریکا، عراق را توسط بمب افکنها و لیزرهای دورزن و ماهواره ودیدن سرهنگ قذافی در اتاق خوابش وهدف گیریهای دقیق ودوربینی های قوی وفرستنده ها وگیرنده ها و هواپیماها وکشتیهای هواپیمابر و….تماما باعث غلبه بر حریف می شود. البته علم به نفسه خوبی و بدی ندارد این ما هستیم که از آن درراه خدمت به بشریت استفاده  کنیم یا در هلاک آنها.بگفته امام خمینی عالم اگر فاسد شود عالم را فاسد می کند، و این ربطی به علم ندارد. یکی از نیروی اتم ایجاد برق می کند یا رادیو دارویی می سازد که باعث تشخیص بسیاری از بیماریها یا معالجات آنها می شود. (کبالت تراپی،گندزدایی پیاز و سیب زمینی، تکثیر گندم با ساقه های محکم،عیب یابی لوله های انتقال گاز، ساختن باتریهای قلبی، سوخت زیر دریایی ها و درمان غده های تیرویید و… حتی این بمب در جریان جنگ جهانی علی رغم کشتار شهرهای هیروشیما ، ناکازاکی باعث توقف جنگ و تسلیم ژاپنیها وگرنه کشت و کشتار بیشتر می شود. 

ایراد دیگری که به علوم تجربی به ویژه فیزیک گرفته می شود آنست که تحقیقات فیزیکی بیشتر به بی دینی منجر می شود. ولی به عقیده ما فیزیک نزدیکترین علم به درک وجود خالق هستی و حقیقت آفرینش است. امروزه علم کشفیات میکروسکوپ و پزشکی اغلب به بن بست منجر می شود . هنوز فیزیک نتوانسته است ماده اولیه تشکیل دهنده جهان هستی را شناسایی کند، زیست شناسان به بن بستهای  زیادی رسیده اند، پزشکان در درمان بسیاری امراض اظهار عجز می کنندو از این لحاظ است که غرب بیشتر از قرن قبل به مذهب روآورده است. عدهای نظریه پرداز ممتاز دنیا به ماورا الطبیعه و جستجوی ناشناخته ها به طور عمیق پرداخته اند تا شاید حد قلیلی که خداوند به انسان عطا کرده است را ارزیابی کنند. 

تعریف علم: 

ما عادت داریم از کلمه علم و عالم در دو مورد متفاوت استفاده کنیم: 

الف) تعریف نخستین علم همان دانستن در مقابل ندانستن است. به همه دانستنیها صرفنظر از نوع آن علم می گویند.عالم کسی است که جاهل نیست. مطابق این تعریف ، اخلاق، ریاضیات، فقه، دستورزبان،مذهب،زیست شناسی،نجوم و ….همه علم می باشند و هر کس یک یا چند رشته از این موارد را بداند عالم دانسته می شود. خداوند عالم است نسبت به هیچ امری جاهل نیست. محتوای قرآن مجید مجموعه ای از دانستنیهاست و هر کس آنها را بداندعالم به قرآن است. همه فقها عالمند. در این حال در برابر جهل قرار می گیرد. کلمهKnowledge در انگلیسی و connaissance در فرانسه معادل این مفهوم از علم می باشند. 

ب) در معنای دوم علم به دانستنیهایی اطلاق میشود که بر تجربه مستقیم حسی مبتنی باشد همچنین علاوه بر مفهوم علم در برابر جهل وعلم در برابر فلسفه، از واژه علم به معنای قطع و یقین در برابر حدس و گمان نیز استفاده می شود اما در مورد (ب) علم برابر جهل قرار نمی گیرد بلکه در مقابل همه دانستنیها قرار میگیرد که آزمون پذیر هستند. اخلاق (دانش خوبیها و بدیها)، متافیزیک (دانش احکام و پیامدهای مطلق هستی )،عرفان (تجارب درونی و شخصی)، منطق ( ابزار هدایت فکر )، فقه، اصول، بلاغت و…همه علومی هستند که بر تجربه مستقیم متکی نیستند و در تعریف (ب) نمی گنجند. یعنی از این لحاظ  غیر علمی هستند. در واقع مورد (ب) بخشی از مورد (الف) را شامل می شود ، علوم تجربی و تکرار پذیر بخشی از انواع دانستنیهای بسیاری است که در اختیار بشر قرار می گیرد. 

علم به معنی دوم از آغاز رنسانس به بعد رشد کرد، در حالی که علم (یا آگاهی) به معنی مطلق با بشریت آغاز شد. 

هر چه درباره علم و عالم و معنا و صفات و خواص و فضایل و رذایل آنها گفته شده است همه منظور از علما،علم در برابر جهل است نه علم تجربی در برابر علم غیرتجربی. عالم در علوم تجربی راScientist می گویند. 

قرن نوزدهم قرن شکوفایی علوم تجربی است. کشف پدیده های طبیعی و تسلط بر آنها که محرک و هدف کاوشهای تجربی است به ثمر نشسته بود و می پنداشتند که دیگر همه چیز کشف شده و مجهولی نمانده است. می گفتند نیوتون قوانین حرکت را برای همه زمانها کشف کرده است ، دکارت مدعی بود که به من امتداد حرکت را بدهید تا جهان را بسازم. مـاخ می گفت : به من خـط کـش و ساعت بدهیدتا هـمه چـیز را انـدازه بگیــرم، لاپلاس 

می گفت حرکت امروز ذرات جهان را معین کنید تا آینده بشریت را پیش گویی کنم. حتی در قرون قبل ارشمیدس می گفت به من نقطه اتکایی بدهید تا کره زمین را جابجا کنم. 

نکته مهم برای  مورد انسان ماقبل تاریخ آن بود که در مقابل بلایای طبیعت(رعد و برق و زلزله،سیل و طوفان، مقابله با حیوانات وحشی و غیره)مقاومت  کند و از اینرو جادوگری رشد پیدا کرد. علم به تدریج مشاهدات را به طور منطقی با یکدیگر ارتباط می داد و سرانجام نگرش جادویی تنزل کرد و میتوانست تا حدی بدون توسل به عوامل مرموز یا مابعدالطبیعه علل بروز و حوادث ناگوار را توضیح دهد یا پیش بینی کند. دیگر رعد و برق نشانه خشم خدایان نبود. به گفته گالیله انجیل طریق رفتن به بهشت را نشان می دهد ولی به گردش گردون کاری ندارد. اغلب رخدادهای طبیعی  گرفته شدند. تردید در عقاید منجر به درک علوم شد. دیگر فیزیکدان و ساحر یکسان تلقی نمی شدند. 

ارزش  و نقش علوم پایه در جامعه 

پس از تعریفی از علوم پایه و اهمیت آن ، ارزش آن را از سه نظر بررسی می کنیم : 

۱- ارزشها و عواید مستقیم : 

ناشی از کشفیات و تحقیقاتی که مستقیما در دراز مدت یا کوتاه مدت منجر به ساخت وسایل رفاهی برای انسان شده است، مانند کشف اشعه ، امواج اولتر اسوند، تشدید مغناطیسی هسته NMR، امواج میکروویو، رادار، فرستنده و گیرنده  و دوربین های جنگی، تلفن ، مولدهای الکتریکی و مغناطیسی جهت ساختن کارخانه های برق و تلویزیون، کشف انر‍‍‍ژی اتمی، کشف ترانزیستور، تامین انرژی از فیوژن هسته های سبک و غیره. 

۲- ارزشها و عواید غیر مستقیم  

ناشی از یک تغییر مسیر در جریان رسیدن به یک هدف تجربی خاص و ظاهر شدن کاربردی که از قبل پیش بینی نشده است، مانند : سعی در ساختن طلا از مس و سرب که منجر به کشف مواد مختلف شیمیایی مثلا اسیدها و الکلها شده استف استخراج ذرات بنیادی (مزونهای پی) و رسیدن به کاربرد مثلا پیون تراپی در سرطان، ارائه نظریه های الکترومغناطیسی ماکسول و ساخته شدن موتورهای الکترومغناطیسی و مولدهای امواج و غیره بر طبق آن . کشف خاصیت مغناطیسی پروتون متحرک و منجر شدن ان به ساخت دستگاه NMR، یا کشف برخی خصوصیات مولکولهای حیاتی DNA توسط اشعه X، توسعه کارهای نظری و ارائه ریاضیات عالی و استفاده از آنها جهت توجیه مثلا برخی خواص پلی مرها یا امواج غیر خطی اقیانوسها (سولیتونی)، یا ارائه قضایای فوریه و کاربرد آن در تصویر سازی پزشکی ، حل معادلات دیفرانسیل و استفاده از آن در تعیین مقاومت مصالح آسمان خراش ها، پی ریزی جبر بول و استفاده از آن در ساختن کامپیوترها . 

نمونه های دیگر از تکنولوژی تغییر مسیر داده شده، ساخت شتاب دهنده های ذرات با انرژی بالاست که در ضمن آن رادیوایزوتوپها برای مصارف پزشکی، عقیم سازی، ردیابی، معالجه، تشخیص و غیره مورد استفاده قرار گرفتند . توضیح کاربرد شتاب دهنده ها در صنعت و پزشکی و کشاورزی چندین جلد کتاب می شود . ساخت ابررسانا ها و مغناطیسهای بزرگ ابررسانایی و قطارهای مسافربری و غیره . 

با پیشرفت فیزیک به کاهش مصرف انرژی بر می خوریم به طوریکه اوپک مجبور شد در ۱۹۸۴ تولید سی میلیون شبکه نفت را شانزده میلیون کاهش دهد . تنها ساخت دستگاههای MRI در سال ۱۹۸۰ حدود میلیاردها دلار عواید داشته است . ساخت سرامیک های الکترونیکی در ۱۹۸۵ در حدود۱۰، ۱۲ دلار عواید داشته اند . بیشترین رقم مربوط به زیر لایه ها، خازن ها، فریت ها و مواد پیزوالکتریک (مورد استفاده به خصوص سونوگرافی ) و سنسورهای سرامیکی، سرامیکهای ابررسانا و عایقهای سرامیکی بوده است . تعداد خازنهای سرامیکی در اروپا در ۱۹۸۵ حدود ۲۰۰ میلیون دلار و در آمریکا حدود ۶۰۰ میلیون دلار درآمد داشته است . 

۳- ارزشها و عواید فرهنگی : 

برگشت عواید فرهنگی به جامعه در دراز مدت است . دیدیم که با پیاده شدن بشر در کره ماه حالت روحی مردمی که ناظر چنین صحنه ای بودند چگونه تغییر کرد . پیش بینی کسوف در بیرجند عده ای را از اقصی نقاط دنیا دور هم جمع کرده و مردم این پیش بینی صحیح علمی را تحسین کردند . 

در واقع کشفیاتی که انجام شده است از بخشی از نظام مافوق تصور الهی پرده بر می دارد و هر بار که پیشرفتی حاصل می شود بر احترام و پرستش خداوند نسبت به زیبایی این نظام افزوده می گردد . در این پرده برداری از رازهای طبیعت، یک نوع تفاهم متقابل و دوستی عمیق بین ملتهای با عقاید و فرهنگ گوناگون به وجود می آید، یعنی علم هم مانند هنر می تواند عمق نفوذ فرهنگی خود را آشکار کند . تا قبل از کپرنیک مردم عقیده داشتند زمین مرکز عالم است ولی پس از کپرنیک عقیده مردم کاملا عوض شد . حتی برخی ماه پرستان با رسیدن پای بشر بر کره ماه خودکشی کردند . جاذبه فرهنگی علم از یک طرف باعث کشش بسیاری از متفکرین به سوی کارهای علمی می شود و از طرف دیگر روح همکاری و صمیمیت را در جوامع علمی و بشری تقویت می کند و مشاغل جدیدی را نیز به وجود می آورد . 

به جرات می توان گفت هزینه کل تمام تحقیقات در علوم محض، از زبان ارشمیدس تاکنون کمتر از در آمد ده روزه  کارخانجاتی بوده است که بر پایه علوم استوار بوده اند . بالاخره روزی خواهد رسید که علوم پایه به خصوص علم فیزیک چاره اندیش دردهای غیر قابل علاج بشری (سرطان، ایدز و … ) باشد . و حتی مرکز حیات، یعنی نقطه ای با خطای میلیمتری در مغز انسان را که از کار افتادن آن مرگ قطعی در پی دارد، توسط فیزیکدانها (با روش PET) کشف شود . در قرنهای آینده نیز فیزیک خواهد توانست احساسات بشری را (غم و اندوه، شادی و نشاط، کند ذهنی و تیزهوشی، بدبینی و خوشبینی، غیرت و بی غیرتی و … ) را به طور کمی در هر فرد تعیین کند . دنیا چشمش را به فیزیکدانان دوخته است که چگونه کمبود انرژی را در قرنهای آینده جبران خواهد کرد . در قدیم امپراتوری های بزرگ اسلام و عثمانی و صفوی به برتری توام با مزاحمت ونیزی ها، زنوائیها (ایتالیائیها ) در صنایع اسلحه سازی و مهارت پرتغالیها در ساختن کشتی و وسایل دریا نوردی، که موجب تسلط آنها بر اقیانوس ها و حتی سواحل کشورهای اسلامی و راه آبی حج گردید معتقد بودند ولی علت آن را نمی دانستند . 

آنها نمی دانستند که مثلا پرتغالیها مهارت خود را در دریا نوردی به طور اتفاقی به دست نیاورده بودند بلکه با تاسیس موسسات تحقیقاتی ساگرس Sagres در علوم پایه توسط پرنس هانری )HENRY ( در ۱۴۱۹ میلادی و کاوش های ممتد تحقیقاتی کسب کرده بودند . 

حتی آنها وقتی به خود آمده و در جستجوی واردات تکنولوژی های لازم بر آمدند نیز متوجه رابطه تنگاتنگ علوم پایه و پیشرفت های صنعتی نگردیدند . 

به طور مثال در ۱۷۹۹″ سلطان سلیم سوم “، پادشاه عثمانی با وارد نمودن معلمین فرانسوی و سوئدی سعی در توسعه تحقیقات جدید در جبر، مثلثات، مکانیک، فلز شناسی و … به ترکیه نمود تا شاید بتواند در اسلحه سازی با اروپا رقابت کند ولی چون نفهمید که باید زمینه تحقیق در رشته های فوق را پایه گذاری کند نتوانست خود را به پای اروپا برساند . “محمد علی ” در مصر افراد آموزش یافته ای در فن جستجو و یافتن ذغال سنگ و طلا داشت ولی هرگز به ذهن او یا جانشینانش خطور نکرد که باید یک آموزش طولانی در علوم پایه زمین شناسی گذرانده شود . امروز نیز کم و بیش توجه ای به سرمایه گذاری در علوم پایه نمی شود و ما صرفا به فکر واردات تکنولوژی هستیم . آن وقت اسرائیل کمبود نفت و معدن و مایحتاج خود را با پرورش افراد محقق و متخصص جبران کرده است . با توجه به اینکه نسبت جمعیت اسرائیل به جمعیت مسلمانان حدود ۱ است، بیش از ۱۵۰% بیشتر افراد آموزش دیده دانشگاهی برای تحقیق در علوم پایه دارد (نسبت ۳۴۸۰۰ محقق اسرائیلی در ۱۹۷۴ به ۴۵۱۳۶ محقق مسلمان در همان سال ) . 

علم فیزیک (physics) چیست؟ 

علم فیزیک از تلاش بشر برای ایجاد آتش شروع شد و با فرود او بر کره ماه یا کرات دیگر ادامه خواهد داشت. فیزیک اولین محصول فعالیت بشر در راه شناخت جهان با تکیه بر مشاهده و تجربه است فیزیک بیشتر به توجیه بر هم کنش های بین ماده و انرژی می پردازد. فیزیک از یک سو با تکامل وسیله های عملی و از سوی دیگر با تکامل تفکر انسان در حوزه فلسفه ارتباط دارد. جهان مادی تنوع شگفت آوری از برهم کنشهای ماده و انرژی را در سطوح مختلف در بطن خود نهفته دارد. از اینروست که فیزیک جایگاه ممتازی در شناخت جهان دارد. 

دنیای میکروسکوپی توسط میکروسکوپها تا دنیای ماکروسکوپی توسط تلسکوپ ها قابل رویتند. از زمان گالیله تا عصر نیوتون همه علوم بهم پیوسته بودند. محققی مانند هوک می توانست در ریاضیات ، فیزیک، شیمی و حتی زیست شناسی دارای پژوهشهای درجه اول باشد. در اواخر این دوره علوم شروع به جدا شدن ازهم کردند. 

گرچه از آغاز قرن ۱۹ تا اواخر قرن بیستم رشته های مختلف علوم از هم جدا بودند ولی مجددا نزدیکی آنها به چشم می خورد. اگر کسی بخواهد پزشک و زیست شناسی خوب باشدباید به کامپیوتر ، ریاضی و شیمی در حد تحقیقات خود آشنا باشد . 

فیزیکدان نیز خود را به علل رخدادها در رشته های دیگر نزدیک کرده است، در واقع علوم دیگر برای حل مشکل خود به فیزیک وآلات ابزاردقیق فیزیکی نیاز دارند. رشته های فیزیک-شیمی، ریاضی- فیزیک،زیست- فیزیک و… نمونه هایی ازآنست . 

می توان گفت ریاضیات و فیزیک عامل کشف پدیده ها هستند و معمولا مهندس بر مبنای این کشف اختراع میکند. مثلا اشعه x، اولترا سوند و پدیده های پیزوالکتریک توسط فیزیکدانها در قرن ۱۷کشف شد، سپس مهندسین از آن برای ردیابی زیر دریایی ها استفاده کردندو پزشک در سونوگرافی برای دیدن جنسیت جنین از آن استفاده کرد. امروزه در گمرک از اشعه x(کشف قرن ۱۸) برای کنترل وسایل مسافرو شکستگی بدن استفاده می شود یعنی در آخر کار پزشک، کشاورز و صنعتکر از این دستاوردها استفاده میکنند. 

اگر از مردم معمولی بپرسبد علم فیزیک چیست؟ می گویند نمی دانیم. از محصلین بپرسید، میگویند مباحث گرما، نور، صوت، الکتریسته، مغناطیس، مکانیک، فیزیک اتمی و… حال از خودتان بپرسیدکه فیزیک چیست، چه میگویید؟ 

علم فیزیک با نوعی تجارب حرکتی و حسی سروکار دارد. حتی بدن لخت انسان مجهز به ابزار فیزیکی متعددی است که می تواند ببیند، حس کند، بچشد، بشنود، ببوید، نیرو وارد کند و… 

دستگاه فیزیکی حسی – حرکتی انسان نقطه شروع ادراک عقلی بشر است و علم فیزیک از اینجا شروع شده است. این علم توسعه خود را از پرداختن به بخشی از جهان پیرامون ما آغاز کرد که مستقیما به حواس پنجگانه ما مربوط می شدند. 

من برای دهکده فیزیک سعی کرده ام از آزمایشهایی طراحی کنم که علاوه بر جذاب بودن ، بتوانند تا حد امکان اغلب این حواس را در یک آزمایش به کار اندازند. مثل دیدن یک میوه رسیده در بالای درخت،بالا رفتن از آن، چشیدن و بوییدن آن و .. 

اما فیزیک در این محدوده نماند و علل رخ دادن پدیده ها را در راس کار خود قرار داد که دیگر تاثیر مستقیمی بر تمام حواس ما نداشتند، مثل ذرات بنیادی، الکترومغناطیس، میدان گرایشی و… 

گاهی دانش فیزیک را به فیزیک کلاسیک و فیزیک مدرن نیز تقسیم بندی میکنند. فیزیک کلاسیک به بخشی از فیزیک اطلاق میشود که به توصیف پدیده های ماکروسکوپی اطراف ما و تجربیات روزمره سروکار دارد. ولی فیزیک مدرن به بخشی از فیزیک اطلاق میشود که برای توصیف میکروسکوپی پدیده ها در ابعاد بسیار ریز و سرعتهای بالا سرو کار دارد. من در خانه های فیزیک بیشتر پدیده های کلاسیک را به معرض نمایش میگذارم و گاهی نیز پدیده های میکروسکوپی را نشان میدهم(میکروسکوپ و ساختمان سلول ها و مقاطع گیاهی و…) 

گاهی دانش فیزیک را به صورت نظری و تجربی تقسیم میکنند. فیزیک نظری اشاره به فعالیت آن دسته از فیزیکدانان دارد که تمایل به ساختن مدلهای ریاضی بر مبنای دانسته های تجربی دارند، بعلاوه بر طبق یک نظریه ارائه شده میتوان پیش بینی هایی را نیز مطرح ساخت. اما در فیزیک تجربی فیزیکدانان در پی طرح آزمایشهای بدیع برای تایید یا رد نظریه ها هستند. جایزه نوبل فیزیک را به کسی میدهند که نظریه او با تجربه تایید شده باشد یا طریقی تجربی برای اثبات یک نظریه ابداع کند. حتی به یک نظریه خوب که تایید تجربی نداشته باشدچایزه نوبل نمیدهند. 

در تقسیم بندی دیگر، فیزیک محض و فیزیک کاربردی مطرح میشود. فیزیک محض اشاره به فعالیتی دارد که فقط در راستای ایجاد دانایی است و فیزیک کاربردی فعالیتهایی را شامل میشود که کاربستهای فنی دارد. 

فیزیکدانان با هر نیتی که به سراغ فیزیک میرود دانایی می آفریند و درخت دانش بشری را برگ و باری دیگر می بخشد. به عقیده فیزیکدانان، علم فیزیک بنیادیترین علم است و با پدیده هایی سرو کار دارد که برای همه علوم طبیعی زیر بنایی است. فیزیک از تمام علوم به حقیقت نزدیکتر میشود. 

واژه فیزیک  در زبان یونانی به معنی طبیعت یا فلسفه طبیعی به کار میرفته است. هنوز برخی از دانشگاه های معتبر دنیا مانند دانشگاه اسکاتلند در دفاتر راهنمای خود فیزیک را با عنوان فلسفه طبیعی معرفی می کنند. منظور از فلسفه طبیعی علوم اختر شنناسی ،  ریاضیات، شیمی، زیست شناسی ، طب و فلسفه و مذهب بود و بعدها با تکامل هر شاخه از این علوم، این رشته ها از یکدیگر جدا شدند. اینکه چرا ریاضیات و علوم تچربی سرانجام راه خود را از فلسفه جدا کردند مساله پیچیده ای است که مجال بررسی آن نیست. 

قوانین فیزیک طی قرون متمادی به صورت امروزی در آمده اند. می توانیم از روشهای دانشمندان برای شناخت و نظم دادن به پدیده های مشاهده شده در طبیعت استفاده کنیم. این روشها بر ساختن مدل ، نظریه و قانون متکی می باشند. ما میتوانیم با شناخت و حد و نظم طبیعت و درک و کاربرد قوانین فیزیک جهت مقابله با حوادث ناگوار طبیعت استفاده کنیم. 

برخی موارد فیزیک با حواس پنجگانه ما قابل درک نیست. مثلا احساس برخورد اشعه به بدن غیر ممکن است ولی واقعیت محض است. 

ما با ساختن تصویرهای ذهنی به نام مدل ، پدیده هایی را می شناسیم که به کمک وسایل فیزیکی قابلیت مشاهده پیدا میکنند نه با حواس عادی ما . مدلها  را میتوان مستقیما آزمایش کرد(مثل مدل سیاره ای اتم). 

اگر مدل در تمام کاربرد هایش موفق باشد یک نظریه است و اگرکاربرد این ایده ها همواره با موفقیت همراه باشد به صورت یک قانون در می آید. قانون علمی آنچه را در طبیعت به طور عام اتفاق می افتد توصیف می کند. قوانین حرکت نیوتن ارتباط بین نیرو و حرکت را در حالت کلاسیک و شرایط عادی زمینی به خوبی توصیف می کند. 

بعضی قوانین مطلقا درست و غیر قابل تغییرند مثل قوانین بقای انرژی. قوانین فقط می گویند که چه چیزی رخ می دهد اما توضیح چرا رخ میدهد آن ، به قانون کاری ندارد. ذاتا فیزیک علمی تجربی است که با اندازه گیری همراه است. 

علم فیزیک به چه درد میخورد؟ 

این سوال برای افراد عادی پیش می آید و جامعه تا پاسخ قانع کننده ای برای آن نیابد علم فیزیک نمی تواند جایگاه ممتاز خود را در زندگی بشر نشان دهد ، لذا پاسخ به این سوال ضروری است. جامعه غرب جواب این سوال را از سه قرن قبل میداند و به ارزش فوق العاده علوم پایه به ویژه فیزیک آن پی برده اند. 

یقینا جامعه ای پیشرفت میکند و ابر قدرت میشود که سرمایه گذاری بیشتری روی علوم پایه در مملکت انجام می دهد.علوم پایه یعنی فیزیک ، ریاضی،زیست شناسی، شیمی، زمین شناسی. واردات تکنولوژی غیر از وابستگی شدید و بردگی علمی نتیجه ای ندارد وصاحبان آن همیشه پتک تحریم اقتصادی را بر ملت های عقب افتاده می کوبند. به عنوان نمونه ما می خواستیم  فیلم  رادیولوژی بسازیم ، اما به قدری کیفیت آن بد شد که دلسرد شدیم و پشتیبان یا بودجه ای هم نبود تا بتوانیم فیلمهای قابل رقابت با فیلمهای کداک یا پودر زیراکس بسازیم . حال تصور کنید چقدر مملکت ما به فیلم رادیولوژی و پودر خوب دستگاههای فتوکپی نیاز دارد. داشتن تکنولوژی بالا فقط با سرمایه گذاری روی علوم پایه و به دنبال آن عدم وابستگی یا تحریم اقتصادی میسر است و باید دولتمردان ما به ویژه در مورد فیزیک تعمق بیشتری داشته و بودجه بیشتری به تحقیقات پایه اختصاص دهند. شیمی و دارو سازی در واقع بررسی خواص فیزیک الکترونها و ساخت مولکول هاست و دارو های مختلف در دارو سازی نیز با مبادله مولکولها بین اتمها یا یونها حاصل می شوند و به طور اجمالی همه همان حالت خاص از علم فیزیک هستند. 

فیزیک نزدیکترین علم به درک خالق هستی است. از کجا آمده ایم و به کجا خواهیم رفت ؟ با کشفیات به ویژه فیزیکی نوعی شعف به انسان دست می دهد که با هیچ وسیله دیگری امکان پذیر نیست . ارشمیدس را در نظر بگیرید که لخت از حمام بیرون آمد و گفت : یافتم ، یافتم(طریق یافتن عیار طلای تاج پادشاه). 

لحظه پیاده شدن انسان در کره ماه را به خاطر بیاورید. چه حالتی به شما دست داد؟ حتی عده ای ماه پرست خودکشی کردند . از آن پس دیگر شاعران محبوب خود را به ماه تشبیه نمی کنند و در اشعار معاصر بسیار کم از آن یاد می شود . 

در زمان قدیم که کسوف و خسوف می شد مردم وحشت می کردند و نماز وحشت می حواندند ولی امروزه غریو شادی سر می دهند و نماز آیات می خوانند و در مقابل پیش بینی های فیزیک و عظمت آفریدگار جهان سر تعظیم فرود می آورند . 

در ژاپن که بودم هنگام زلزله بیش از ۶ ریشتری کسی کارش را رها نمی کرد و از محیط کار نمی گریخت و حتی به بحث ها یا شادی هایشان خللی وارد نمی کردند در حالیکه من از تکان ساختمان حالم بهم می خورد . آنها به مهندسین خود اطمینان دارند که با استفاده از نظریه های فیزیک و آلات و ابزار دقیق مهندسی و استفاده بیشتر از چوب و فولاد در ساختمان ها آسیبی به آنها نمی رسد . در نظر بگیرید که با ورود ماکروفرها، تلفن های موبایل، درک عملکرد به اصطلاح دستگاههای سانتریفیوز و غنی سازی اورانیوم آیا  نباید مردم ما بدانند که اینها بر چه اساسی کار می کنند؟ چرا این ماکروفرها غذا را سریع می پزند و همه جای آن یکنواخت می پزد . اصولا خانم های خانه دار ما می دانند پختن یعنی چه؟ مسئول مملکتی از سانتریفیوز صحبت می کند آیا می داند سانتریفیوز غنی سازی اورانیوم بر چه مبنایی کار می کند؟ امروزه کسی که کامپیوتر نداند بیسواد تلقی می شود در حالیکه اساس این علم از ایران به اروپا و آمریکا رفته است . خوارزمی از عدد صفر هندیها در زیج هایش استفاده کرد و وقتی اسلام تا اروپا رسید کتاب های خود را به اسپانیا برد . یک دانشمند انگلیسی با لباس مبدل وارد حوزه علمیه آنجا شد و کتاب را دزدید و به این طریق عدد صفر وارد اروپا شد و اعداد رومی دور انداخته شدندو توانستند تقویم دقیق که آغاز سال را نشان دهد ارائه دهند. 

باز هم برخی از ویژگیهای فیزیک را مینویسیم که به نظر میرسد بتواند توقعات جامعه را از سودمندی فیزیک برآورده کند. فزیک از قوانین حاکم بر طبیعت سخن میگوید و راه مقابله با بلایای طبیعی را میآموزد. به عنوان مثال مهار انرژی، پیش بینی هواشناسی، تغییر در خواص مواد، اساس مهندسی برق و الکترونیک  و مخابرات و کامپیوتر و عمران و هسته ای و مکانیک و … با استفاده از کشفیات فیزیک و ریاضی میسر میباشند. 

چرا لامپ فازمتر روشن میشود در حالی که مدار قطع است؟ 

چرا چسب میچسبد، چرا گچ آب خورده نمی چسبد؟ 

چرا لیوان شکسته را که به هم نزدیک کنیم دوباره نمی چسبد؟ 

چرا در سرما می لرزیم ولی از شدت تب هم می لرزیم؟ 

چرا پوستین را برعکس گوسفند میپوشیم؟ (پشم داخل و پوست بیرون) 

چرا در زیر نور خورشید دایره های نورانی زیر درختان تشکیل میشود؟ 

چرا جیوه در دماسنج به راحتی بالا میرود ولی به سادگی پایین نمی رود و باید تکانش دهیم؟ 

چرا شمع که میسوزد در انتها نورش زیاد میشود؟ 

علم فیزیک در ایران 

آشنایی ایرانیان با فیزیک به عنوان دانشی نوین و متکی بر تجربه به ۱۵۰ سال پیش برمیگردد. در این زمان دارالفنون در سال ۱۳۲۰ برای آشنایی ایرانیان با فنون و مهارتهای جدید، مانند توپخانه، پیاده نظام، مهندسی، پزشکی ، داروسازی ، معدن شناسی تاسیس شد و در ایران از آنان بعنوان آپاندس تکنولوژی غرب یاد میشد. حدود ۸۰ سال از عمر فیزیک در ایران به آموزش فیزیک در سطوح مقدماتی گذشت. از ۷۰ سال پیش دارالمعلمین و بعد از آن دانشگاه تهران تاسیس شد  که در آن آموزش فیزیک در سطخ بالاتر و توام با تجربه تدریس میشد. تا حدود چهل سال پیش، فیزیک به عنوان علمی برای فرا گرفتن در سطح عالی تحصیل مطرح بود و به آن به عنوان ابزاری برای کشف رازهای خلقت نگاه نمیشد. مفالات تحقیقاتی قابل چاپ در مجلات معتبر علمی انتشار نمیافت. بعد از انقلاب فرهنگی به خود آمدیم و مقالاتی در سطح بین المللی شروع به انتشار در مجلات خارجی پیدا کرد که در آن اسم ایران آمده است. امروزه ما مسلمانها از لحاظ علم بین المللی بسیار به بشریت مدیونیم. تمام وسایل حیاتی، تکنولوژی، دارویی و غیره ما توسط غیر مسلمانها اختراع و کشف شده اند. ما در اوایل رنسانس علمی پرچمدار علم در جهان شناخته شده بودیم، حالا چرا اینقدر از لحاظ علمی افول کرده ایم بحثی مفصل است. ایجاد این دهکده های فیزیک و خانه ها ی علم میتواند اهرمی برای پرش به باشگاه علمی جهان شود.