معرفی و دانلود کتاب تقارن و این جهان زیبا

معرفی کتاب تقارن و این جهان زیبا

کتاب تقارن و این جهان زیبا نوشته‌ی لئون ماکس لدرمن و کریستوفر تی هیل، مفهوم اساسی و بنیادین تقارن را توضیح می‌دهد و می‌کوشد تأثیر آن را در تمام کیهان بیابد. لدرمن، دانشمند برنده‌ی نوبل فیزیک، و همکار فیزیکدانش هیل، با زبانی ساده از این می‌گویند که چرا اصل تقارن، قلب فیزیک مدرن تلقی می‌شود و با الهام از قضیه‌ی امی نوتر شرح می‌دهند که چطور می‌توان ردپای این اصل را در پدیده‌هایی مثل مهبانگ، نسبیت و کوانتوم یافت.

درباره‌ی کتاب تقارن و این جهان زیبا

یکی از اولین مفاهیمی که انسان در پیرامون خود کشف کرد تقارن بود؛ بشر توانست آن را در خورشید، در زمین، در گل‌ها و گیاهان، یا در شب و روز ببیند. شاید به خاطر همین زیبایی و شکوه بود که تقارن برای انسان معنای کمال را پیدا کرد. در ریاضیات اما، تقارن را معادل هم‌ارزی یا برابری می‌دانند. یعنی دو مفهوم متقارن، کاملاً با هم برابرند. به زبان فیزیک، اگر بر روی یک شی‌ء‌ عملیاتی انجام دهیم و قبل و بعد از عملیات، آن شی‌ء هیچ تغییری نکند و یکسان بماند، آنگاه می‌گوییم شی‌ء متقارن است. تقارن گرچه در دیگر علوم هم کاربرد دارد، اما مهم‌ترین نقش را در فیزیک ایفا می‌کند. این اصل را می‌توان در بنیادی‌ترین نیروها تا بزرگ‌ترین کهکشان‌های عالم یافت. به خاطر همین است که تقارن را بنیاد فیزیک مدرن می‌دانند و از تأثیر انکارناپذیر آن در تئوری‌های اساسی این علم صحبت می‌کنند. بااین‌حال مخاطب عام شاید با این مفهوم چندان آشنا نباشد و نداند زندگی و دنیای او تا چه اندازه وابسته به آن است. کتاب تقارن و این جهان زیبا (Symmetry and the Beautiful Universe) نوشته‌ی لئون ماکس لدرمن (Leon M. Lederman) و کریستوفر تی هیل (Christopher T. Hill) برای توضیح و تشریح همین مفهوم نوشته شده و کوشیده نقش این اصل را در انواع پدیده‌های کیهانی و طبیعی نشان دهد.

دانشمندی که تقارن و فیزیک را به یکدیگر مرتبط کرد، آمالی امی نوتر (Amalie Emmy Noether) بود. امی نوتر که ریاضی‌دانی پیشرو بود با مطرح کردن قضیه‌ی بنیادین ریاضیاتی درباره‌ی طبیعت، فیزیک نظری را متحول کرد. این قضیه‌ توضیح می‌دهد که تقارن چطور فرآیندهای فیزیکی دنیا را تعریف می‌کند و با اصل پایستگی انرژی در ارتباط است. این قضیه ابتدا بر روی فیزیک ذرات و کوانتوم تأثیر گذاشت و منشأ کشف‌ها و تحولات بزرگی شد. دانشمندان بعدتر اصل تقارن را در پدیده‌های بیشتری مشاهده کردند، آزمایش‌های علمی زیادی را بر مبنای آن ترتیب دادند و بر اساس آن به تئوری‌های مهمی همچون اِم (M) و نظریه‌ی ریسمان رسیدند. دکتر لئون ماکس لدرمن، از تأثیرگذارترین فیزیکدان‌های قرن بیستم، در کتاب تقارن و این جهان زیبا، پس از اینکه اصل تقارن را با زبان ساده شرح می‌دهد، از نقش آن در پدیدهایی مثل فضا و زمان، لختی، نسبیت، کوانتوم، بازتاب‌ها و نور صحبت می‌کند. او و کریستوفر تی هیل با توضیح نظریه‌ی امی نوتر و کمک گرفتن از آن، تلاش می‌کنند پیامدهای تقارن را از ریزترین ذرات یعنی کوراک‌ها تا بزرگ‌ترین پدیده‌ها مثل مهبانگ تشریح نمایند.

کتاب تقارن و این جهان زیبا، پس از انتشار با استقبال بسیار خوبی مواجه شد و نقدهای مثبت فراوانی دریافت کرد. این اثر را جمیل آریایی برای نشر مازیار ترجمه کرده است.

نکوداشت‌های کتاب تقارن و این جهان زیبا

• تأمل‌برانگیز! (Discover)

• کتاب‌های کمی در زمینه‌ی فیزیک مدرن هستند که به‌اندازه‌ی این کتاب جذاب و خواندنی‌اند. کسانی که به طبیعت علم و زیبایی جهان علاقه دارند، از خواندنش لذت خواهند برد. (NSTA)

• مطلبی عامه‌فهم و جذاب. (Science Books & Films)

• این کتاب در حوزه‌ی فیزیک مقدماتی، شاهکار محسوب می‌شود. (Times Literary Supplement)

کتاب تقارن و این جهان زیبا برای چه کسانی مناسب است؟

این کتاب به دوستداران فیزیک و کیهان‌شناسی توصیه می‌شود.

در بخشی از کتاب تقارن و این جهان زیبا می‌خوانیم

به راستی که «آزمایش‌های» زیادی هست که لختی را نمایش می‌دهند، چون ما همیشه لختی را تجربه می‌کنیم. وقتی که در اتومبیلی نشسته‌ایم که شتاب می‌گیرد، یا در هواپیمایی هستیم که دارد در باند فرودگاه به پرواز درمی‌آید، ما در صندلی‌مان به عقب هل داده می‌شویم. ما اشیای فیزیکی هستیم که تمایل داریم به حال سکون بمانیم و پشتی صندلی‌های ما نیرویی بر ما وارد می‌کنند. وقتی که بخواهیم ناگهانی توقف کنیم، مثلاً وقتی که در اتومبیل‌هایمان ناگهانی ترمز می‌کنیم، ما که اشیای فیزیکی هستیم تمایل داریم در حالت حرکت یکنواختمان بمانیم و تمایل داریم به جلو پرتاب شویم، مگر اینکه کمربندهایی که بسته‌ایم نیرویی به ما وارد کنند و ما را نسبت به اتومبیلمان به حال سکون درآورند. سُر خوردن روی کف خیس، یا از لبه‌ی آزاد فرش، مثالی است از لختی که در آن پاهای ما ناگهانی از حرکت بازمی‌مانند اما تنه‌ی بالایی‌مان با لختی‌ای که دارد به جلو حرکت می‌کند.

مع‌الوصف، به راستی که اصل لختی تا اندازه‌ای اسرارآمیز به نظر می‌رسد. با اندک تلاشی می‌توان «متوجه» لختی شد، لیکن به نظر می‌رسد که لختی مهم و برای همیشه بی‌هیچ نشانه‌ای با ماست، مگر پیامدهای آن حادثه‌ای لحظه‌ای و ناگوار، چون تصادف‌های مرگبار، باشد. از آن‌جا که ما تحول یافته و به لختی همیشه‌حاضر خو گرفته‌ایم، می‌توانیم جهان فیزیکی را کندوکاو کنیم، بی‌آن‌که لازم باشد بایستیم تا متوجه‌اش شویم و بی‌آن‌که ناچار باشیم مدام خود را با اثرهای آن تطبیق دهیم.

پس چرا تا همین اواخر در تاریخ - در واقع تا پایان دوران روشنگری - متفکران انسانی متوجه لختی نشدند؟ قطعاً در قرون پیش از آن بسیاری از فرهنگ‌ها و تمدن‌ها مردم باهوش فراوانی داشته‌اند، از جمله فلاسفه‌ی یونان باستان، از فیثاغورس گرفته تا ارشمیدس.

فهرست مطالب کتاب

مقدمه: تقارن چیست؟
تقارن در موسیقی
زمین گرد است
تقارن در ریاضیات و فیزیک
در ثنای امی نوتر
1. فرزندان تایتان ها
تحوّل جهان هستی و استعاره‌های آن
تایتان‌ها
مرگ خدایان: شامگاهان تایتان‌ها
زمین
اُکلو
ثبات قوانین فیزیک
2. زمان و انرژی
نمی‌تواند اینجا رخ دهد
انرژی چیست؟
پیدایش بحران انرژی
3. امی نوتر
ریاضیات و فیزیک
زندگانی و روزگاران امی نوتر
تقارن و فیزیک
4. تقارن، فضا، و زمان
آزمایشگاه فکری (گدنکن‌لب)
انتقال در فضا
انتقال در زمان
دوران
تقارن حرکت
«فراگیر» در مقایسه با «موضعی»
5. قضیه‌ی نوتر
قوانین پایستگی در فیزیک پایه
پایستگی تکانه
پایستگی انرژی
پایستگی تکانه‌ی زاویه‌ای
6. لختی
تاریخچه‌ی لختی، تقارن، و منظومه‌ی شمسی ما
متوجه لختی شدن
اتحاد تقارن، لختی، و قوانین فیزیک
قوانین حرکت نیوتون
شتاب
گرانش
7. نسبیت
سرعت نور
سرعت نور از دیدگاه ناظرین در حال حرکت
اصل نسبیت
سرنگونی نسبیت گالیله
نسبیت اینشتین
اثرهای عجیب و غریب نسبیت خاص
انرژی و تکانه در نسبیت خاص
نسبیت عام
8. بازتاب ها
تقارن بازتاب
تقارن پاریته و قوانین فیزیک
سرنگونی تقارن پاریته
تقارن وارونی زمان
ناوردایی وارونی زمانی و پادماده
ترکیب سه تقارن باهم: تقارن CPT
9. تقارن شکسته
مدادی بر روی نوک‌اش
آهنرباها
شکست خودبه‌خودی تقارن در طبیعت
تورم کیهانی
10. مکانیک کوانتومی
نور ذره است یا موج؟
نظریه‌ی کوانتومی بیش از هر زمان دیگر دور از ذهن به نظر می‌رسد
اصل عدم‌قطعیت
تابع موج
حالت‌های مقید
اسپین و تکانه‌ی زاویه‌ای مداری در مکانیک کوانتومی
تقارن ذرات یکسان
تقارن تعویض، پایداری ماده و همه‌ی شیمی
ملاقات نظریه‌ی کوانتومی با نسبیت خاص: پادماده
11. تقارن پنهان نور
سرنخ‌هایی از نوعی تقارن
ناوردایی پیمانه‌ای محلی
فرآیند کوانتومی تابش: الکترودینامیک کوانتومی (QED)
نمودارهای فاینمن
پیش به سوی وحدت همه‌ی نیروهای طبیعت
12. کوارک ها و لپتون ها
درون اتم اواسط قرن بیستم
کوارک‌ها
مدل استاندارد ذرات و نیروها
نیروی قوی نوعی تقارن پیمانه‌ای است
نیروی ضعیف
میدان هیگز را وارد کن
فراسوی بوزون هیگز: اَبَرتقارن؟
ملاحظات فلسفی
سخن پایانی با مدرسان
پیوست
گروه های تقارن
ریاضیات تقارن
مسئله‌ی ساده‌ای از ورقه‌ی امتحان ورودی شرمین
گروه‌های تقارنی پیوسته
یادداشت‌ها
حس شگفتی
نمایه
در تحسین کتاب