معرفی و درنگی در کتاب «اتم و ماده»

گروه فرهنگی-اندیشه خبرگزاری آنا؛در سال 1945 انفجار دست ساخته برجسته‌ترین مغزهای علمی جهان شهرهای هیروشیما و ناکازاکی را با خاک یکسان و ژاپن را مجبور به تسلیم بی‌قید و شرط کرد. جنگ جهانی دوم با این نمایش قانع‌کننده و ترسناک از قدرت علم فیزیک به پایان رسید. بمب اتم بارزترین نمونه‌ی حضور فیزیک و فیزیکدانان در جنگ جهانی دوم است. این جنگ بیش از هر چیز یک مبارزه علمی بود.

بعد از جنگ جهانی دوم همه مردم حتی مرددترین رهبران نظامی جهان قانع شدند که فیزیک یک علم ضروری است. اما ضرورت علم فیزیک از کاربردهای نظامی خیلی فراتر می‌رود. اصول پایه‌ فیزیک بر تمام بخش‌های جهان و در همه‌ جنبه‌های مختلف زندگی مردم تاثیر می‌گذارد. طوفان، رعد و برق، موتور خودرو، عینک، آسمان‌خراش، توپ فوتبال و حتی نحوه‌ راه‌ رفتن و دویدن مردم تابع قوانین علمی است. هر وقت صحبت از علم فیزیک می شود اولین چیزی که ممکن است به ذهن برسد چگونگی آغاز جهان یا موضوع سلاح‌های هسته‌ای است و معمولا از ارتباط فیزیک با زندگی روزمره غافلیم.

اتم و ماده (اتمها و مواد) یکی از مجموعه شش جلدی با هدف کشف گستره‌ کامل کاربردهای علم فیزیک است. این مجموعه به توصیف چگونگی تاثیر فیزیک بر فناوری و جامعه می‌پردازد و به افراد کمک می‌کند تا طبیعت و رفتار جهان و اجزای مختلف و اثر متقابل آنها بر یکدیگر را بفهمند. هر یک از شش جلد شامل یکی از عناوین اصلی فیزیک است.

در هریک از کتاب‌های این مجموعه ابتدا مفاهیم اصلی و سپس کاربردها توضیح داده می‌شوند. گرچه فیزیک با ریاضی آمیخته است ولی تمرکز مطالب بیشتر بر معانی است تا ریاضیات و تنها ساده‌ترین معادلات آمده‌اند. برای فهم مطالب این کتاب نیاز نیست خواننده ریاضیات بداند ولی گاهی درک درست از جبر مقدماتی مفید است. از موضوعات قابل طرح در کتاب که عملاً نامحدودند تنها به نمونه‌هایی اکتفا کرده و متاسفانه به‌ناچار خیلی از کاربردهای جالب توجه را نیاورده‌ایم ولی با این‌حال طیف گسترده‌ای از مواد را مورد بررسی داده‌ایم.

اتم و ماده (اتمها و مواد) کتابی است در مورد ماده در ابتدایی‌ترین سطح آن یعنی اتم‌ و اجزایش و همچنین درباره کاربرد مواد در فناوری و در جامعه. هرچه دانش ما از مواد بیشتر میشود مواد جدیدتری میسازیم و اینکه چه موادی داریم تعیین می‌کند چه چیزهایی میتوانیم بسازیم. مثلاً با اینکه خیلی پیش از ساخت موتور جت درمورد جریانهای سریع میدانستیم ولی برای دهها سال آلیاژ مقاوم نداشتیم تا موتور جت بسازیم. بعدا که آلیاژهایی با قابلیت تحمل دماهای فوق‌العاده بالا کشف شدند موتور جت هم ساخته شد. الان هم مهندسین برای تحقق رویای ساخت آسانسور فضایی با همان مشکل روبرو هستند: نبود یک مادهی مقرون به صرفه با مقاومت زیاد و وزن کم. وقتی دانش ما از مواد بیشتر بشود می‌توانیم موتورهای قویتر و برج‌های بلندتری بسازیم.

بدین ترتیب هدف اصلی در این کتاب آن است که خواننده را تشویق کنیم تا ببیند دانش ما از فیزیک مواد چگونه به دستآوردهای بشری در همهی زمانها مربوط است. چگونه پزشکان از باریکه‌های ذرات برای درمان سرطان استفاده می‌کنند؟ چگونه تصویر روی صفحه تلویزیون‌ ظاهر می‌شود؟ چگونه با استفاده از باریکه‌های الکترونی فلزات را دقیقتر جوش میدهیم؟ چگونه دستگاه‌های مکانیکی و الکترونیکی با فناوری نانو ساخته می‌شوند؟ چه عاملی موشک‌ها را که فاقد پیستون و توربین‌اند به حرکت درمی‌آورد؟ همجوشی و شکافت هسته‌ای چیست؟ جلیقه‌ی ضد گلوله از چه موادی ساخته می‌شود؟

*نویسنده و مترجم