اطلاعات علمی

مطالب علمی- ریاضی-شیمی-فیزیک و...

اطلاعات علمی

مطالب علمی- ریاضی-شیمی-فیزیک و...

زیست شناسی

زیست شناسی

  




این مقاله در مورد زیست شناسی است، برای مشاهده زیر شاخه های آن جدول طبقه بندی زیست شناسی را ملاحظه کنید.
img/daneshnameh_up/d/d3/zistsh1.jpg img/daneshnameh_up/2/2d/zistsh2.jpg
img/daneshnameh_up/0/06/zistsh3.jpg img/daneshnameh_up/3/3b/zistsh4.jpg

زیست شناسی علم شناخت حیات است( این لغت از کلمه یونانی بیاس به معنی زندگی و لوگاس یعنی دلیل منطقی تشکیل شده است). زیست شناسی به ویژگیها و رفتارهای موجودات، چگونگی تشکیل گونه ها و انواع موجودات و روابطی که آنها با هم دارند و به محیط زیست آنها مربوط می شود. زیست شناسی طیف گسترده ای از رشته های علمی که اغلب رشته های علمی مستقل بحساب می آیند را شامل می شود. روی هم رفته زیست شناسان حیات را از روی دامنه وسیعی از شاخصها مورد مطالعه قرار می دهند.
در مقیاس ذره ای و مولکولی، زندگی مورد بررسی زیست شناسی مولکولی، زیست شیمی و علم وراثت مولکولی است. در مقیاس سلولی، مورد مطالعه زیست شناسی سلولی و در مقیاس های چند سلولی، مورد نظر فیزیولوژی، کالبد شناسی و بافت شناسی است. زیست شناسی رشدی حیات را در مقیاس رشد و نمو اندام یک موجود مورد مطالعه قرار می دهد.
با بالا بردن مقیاس ها به بیش از یک موجود، علم وراثت چگونگی عملکرد وراثت بین والدین و فرزندان را مورد بررسی قرار می دهد. رفتار شناسی جانوری رفتار گروهی بیش از یک موجود را مطالعه می کند. علم وراثت جمعیتی میزان یک جمعیت کل را در در نظر دارد و علم سیستماتیک شاخص چند گونه ای اجداد موجودات را بررسی می کند. جمعیت های بهم وابسته ومحل سکونتشان در بوم شناسی و زیست شناسی تکاملی مورد مطالعه قرار می گیرد. یک رشته نظری جدید ستاره شناسی( یا زیست شناسى گاز بى اثر گزنون ) نام دارد که احتمالات وجود حیات در کرات دیگر غیر از زمین را مورد بررسی قرار می دهد.
زیست شناسی تنوع حیات را مورد برررسی قرار می دهد( در جهت عقربه های ساعت از سمت چپ در بالا) ای . کولی، درخت سرخس، بز کوهی و سوسک جالوت.

اصول زیست شناسی


گرچه زیست شناسی بر خلاف علم فیزیک که معمولا سیستم های زیست شناختی را بر حسب اشیایی که تسلیم قوانین فیزیکی تغییر نا پذیر تشریح شده با ریاضیات را توصیف نمی کند، با اینحال توسط بسیاری از اصول و مفاهیم اصلی توصیف می گردد که شامل: جامعیت، تکامل، تنوع، تسلسل، هم ایستایی و فعل و انفعالات می گردد.

img/daneshnameh_up/d/d7/zist2.png
نمایش نمودار DNA در ابتدای
ماده تکوینی


جامعیت: زیست شیمی، سلول ها و کد وراثتی


مقاله اصلی: حیات

واحد ها و فرهایند های رایج جامع بسیاری وجود دارد که برای گونه های مشخص حیات ضروری می باشد. بعنوان مثال تمام گونه های حیات از سلول هایی تشکیل شده اند، که در عوض، این سلول ها بر پایه یک سری زیست شیمی عمومی با زیر ساخت کربن استوارند . تمام موجودات از طریق ماده وراثتی که بر پایه نوکلئیک اسید دی ان ای استوار است از یک کد وراثتیجامع استفاده می کنند.در مبحث رشد،موضوع فرایند های جامع نیز بیان می شود ، مثلا در بیشتر موجودات چند یاخته اى قدمهای اولیه در رشد رویان مراحل ریخت شناسی مشابهی دارد و ژنهای مشابهی را شامل می شود .

تکامل : هدف اصلی زیست شناسی


مقاله اصلی : تکامل

یکی از اهداف اصلی و سازمانده در زیست شناسی این است که تمام حیات از طریق یک فرایند تکامل از یک خاستگاه مشترک ناشی شده است . در واقع این یکی از عللی است که موجود زیستی تشابه قابل توجهی از واحدها و فرایند هایی که در بخش قبل تشریح شد را بروز می دهد . چارلز داروین نظریه تکامل را بعنوان یک نظریه قابل دوام با برشمردن نیروی محرک آن بنا نهاد : نظریه انتخاب اصلح در طبیعت . ( الفرد راسل والاس یکی از همکاران شخص پی برنده به این مفهوم شناخته می شود ) . رانش وراثتی بعنوان یکی از شیوه های به اصطلاح ترکیب امروزی پذیرفته شده است .

تاریخچه تکاملی گونه ها که گویای خصوصیات اجزای مختلفی است که از آن ناشی شده، به همراه رابطه شجره ای اش با دیگر گونه ها ، تاریخ نژادی جانور یا گیاه نامیده می شود. دیدگاه های گوناگون زیادی در زیست شناسی اطلاعات مربوط به زیست شناسی را به وجود آورده است. این اطلاعات مقایسه های زنجیره های اسید دزوکسی ریبونوکلئیک که منجر به زیست شناسی مولکولی و ژنومیک می شود، و مقایسه های سنگواره ها با دیگر گونه های موجودات باستانی در علم فسیل شناسی را شامل می شود. زیست شناسان روابط تکاملی را با روش های مختلف سامان داده و بررسی می کنند که این شیوه ها شامل تکامل نژادی، فنتیک، و رده بندی جانداران بر حسب جد مشترک می شود. وقایع مهم در تکامل حیات، آنگونه که بتازگی زیست شناسان به آنها پی برده اند در این خط زمانی تکاملی بطور مختصر بیان شده است.

گوناگونی موجودات زنده


img/daneshnameh_up/8/82/zist3.jpg
درخت روند تکامل تمام موجودات زنده مبنی بر اطلاعات
ژن RNA ،نمایش تفکیک سه قلمرو باکتری ها،جانوران اولیه
،موجودات چند سلولی شرح ابندایی توسط کارل ا.واس ،
ساختن درخت با دیگر ژن ها عموماَ شبیه هستند،
اگرچه آنها ممکن است در برخی مکان ها در شاخه های
نزدیک گروه های بسیار متفاوتی باشند ، احتمالاَ
زیرا بعلت تکامل سیع RNA نسبت دقیق از
سه قلمرو بحث هنوز وجود دارد.


یک شجره تکامل نژادی از تمام موجودات زنده، مبنی بر داده های ژن اسیدیبونوکلئیک، نشانگر تفکیک سه مقوله باکتری، جانوران اولیه و موجوداتی که سلول تک هسته ای دارند می باشد. شجره هایی که با دیگر ژنها درست شده اند معمولا شبیه هم هستند، اگر چه ممکن است آنها برخی از گروههای زود دسته بندی شده را خیلی متفاوت از هم قرار دهند که احتمالا به سبب تکامل سریع اسید ریبونوکلئیک می باشد که در ابتدا توسط کارل ووس تشریح شد. روابط دقیق این سه مقوله هنوز مورد بررسی است.
علیرغم این وحدت اصولی، حیات نشانگر یک نوع گوناگونی زیاد حیرت انگیز در ساختار شناسی، رفتار شناسی و تاریخچه های حیات است. برای گلاویز شدن با این گوناگونی، زیست شناسان تلاش می کنند تا تمام موجودات را رده بندی کنند. رده بندی علمی باید منعکس کننده شجره های تکاملی ( شجره های وابسته به تکامل نژادی ) موجودات مختلف باشد. این قبیل رده بندی ها قلمرو رشته های سیستماتیک و رده بندی جانداران را نشان می دهد. علم رده بندی جانوران ، جانداران را در رده هایی قرار می دهد که تاکزا نامیده می شود، حال آنکه علم سیستماتیک به دنبال روابط بین جانداران است. معمولا موجودات زنده به پنج سلسله تقسیم می شدند:
جلبک ها — آغازیانقارچها — گیاهان — جلبکها

بهرحال این پنج سیستم پنج سلسله ای اکنون دیگر بسیار قدیمی بحساب می آید. جایگزین های بسیار جدیدتر معمولا با سیستم سه مقوله ای آغاز می شود:
جانوران اولیه ( در ابتداسلسله اصلی باکتری ها ) ، باکتری ها ( در ابتدا ای یو باکتری) ، موجودات چند سلولی
این سه مقوله نشانگر این است که آیا سلولها هسته دارند یا خیر و همچنین منعکس کننده تفاوت ها در سطح خارجی سلولها است. همچنین یک سری از "انگل های" درون سلولی وجود دارند که به طور پیش رونده بر حسب فعالیت سوخت و سازی کمتر عمر می کنند: ویروسها — ویرید ها — پریون ها

تسلسل: نژاد مشترک موجودات


مقاله اصلی: نژاد مشترک

اگر گروهی از جانداران با هم جد مشترکی داشته باشند ، گفته می شود که این جانداران با هم نژاد مشترکی دارند. تمام موجودات زنده روی زمین از یک جد مشترک و یا آبگیز ژن اجدادی زاده می شوند. گمان می رود آخرین جد همگانی ، یعنی ، جدیدترین جد مشترک تمام موجودات زنده سه و نیم میلیون سال قبل بوجود آمده باشد ( به مبحث منشا حیات رجوع کنید ) .
تصور اینکه منشأ " کل حیات از" یک تخم مرغ بوجود آمده است یکی از مفاهیم بنیادی زیست شناسی امروزی است ، بدین معنی که یک تسلسل نا شکسته از منشأ اولیه زندگی تا زمان حاضر وجود داشته است.تا قرن نوزدهم معمولا اعتقاد بر این بود که گونه های حیات می توانند تحت شرایط خاصی خودبخود بوجود آیند. ( رجوع کنید به مبحث ایجاد موجود زنده از مواد بی جان ). اصل عمومیت کد وراثتی معمولا به عنوان ملاک تعیین کننده موافق نظریه جد مشترک جهانی ( یو سی دی ) برای تمام باکتری ها، موجودات اولیه و موجوداتی که یک هسته در سلولهایشان دارند مورد نظر زیست شناسان است. ( رجوع کنید به مبحث سیستم سه مقوله ای ).

هم ایستایی: سازگار با دگر گونی


مقاله اصلی: هم ایستایی

هم ایستایی خاصیت یک نظام باز برای تنظیم محیط درونی خودش است ، طوری که بوسیله چندین بار تطبیق همتراز حرکتی کنترل شده با ساز و کارهای قانونی بهم وابسته ، یک وضعیت ثابت را حفظ کند. تمام موجودات زنده ، چه تک سلولی و چه چند سلولی هم ایستایی بروز می دهند . هم استایی در سطح سلولی می تواند با حفظ یک قدرت اسیدی ثابت خود را بروز دهد ( پی اچ ) ؛ در سطح موجود زنده حیوانات خون گرم یک درجه حرارت ثابت درونی را حفظ می کنند ؛ و در سطح بوم سازگان ، مثلا وقتی که میزان دی اکسید کربن موجود در جو افزایش می یابد ، گیاهان قادر به رشد بهتری هستند و بنابراین دی اکسید کربن بیشتری از جو می زدایند. بافت ها و اندامها تیز می توانند هم ایستایی داشته باشند.

فعل و انفعالات : گروه ها و زیستگاه ها

img/daneshnameh_up/e/e5/zist4.jpg


همزیستی متقابل بین دلقک ماهی از جنس آمفیبریون است که در میان شاخک شقایق دریایی مناطق استوایی است وجود دارد. ماهی منطقه ای شقایق نعمان را از دست ماهی شقایق نعمان خوار محافظت می کند و در عوض شاخک حساس نیش زن شقایق نعمان از ماهی شقایق در برابر شکارچیان محافظت می کند. هر موجود زنده ای با دیگر مو جودات و محیط زیست خودش فعل و انفعال داخلی دارد. یکی از دلایلی که مطالعه سیستم های زیست شناختی را مشکل می سازد این است که فعل و انفعالات امکان پذیر مختلف بسیار زیادی با دیگر موجودات زنده و محیط زیست آنها وجود دارد. واکنش یک میکروب گیاهی بسیار ریز به یک شیب در حبه قند به میزان واکنش آن به محیط زیست خود بهمان اندازه است که یک شیر هنگامی که در دشت بی علف آفریقا در جستجوی غذاست نسبت به محیط زیست خود واکنش نشان می دهد. در گونه های خاصی رفتارها می تواند دوستانه ، تهاجمی ، انگلی یا همزیگری باشد. مسائل هنوز هم پیچیده تر می شود وقتی دو یا بیشتر گونه های مختلف در یک بوم سازگان با هم فعل و انفعال داشته باشند و اکو سیستم یکی از شاخه های بوم شناسی است

حوزه عمل زیست شناسی


مقاله اصلی : فهرست رشته های زیست سناسی

زیست شناسی به یک عمل تحقیقی گسترده تبدیل گردیده یعنی که این علم عموما تنها بعنوان یک رشته منفرد مورد مطالعه قرار نمی گیرد ، بلکه بعنوان تعدادی از زیر رشته های دور هم گرد آمده مورد بررسی قرار می گیرد . ما چهار دسته بندی کلی را اینجا در نظر می گیریم . اولین گروه کلی شامل رشته هایی است که ساختارهای اصلی سازگان زنده را مورد مطالعه قرار می دهد : سلول ها ، ژنها و غیره ؛ گروه بندی دوم عمل این ساختارها را در سطح بافت ها ، اندام ها و بدن مطالعه می کند ؛ یک گروه بندی سوم موجودات و تاریخچه های حیات آنان را مورد نظ

ترمودینامیک و مذهب

 
ترمودینامیک و مذهب
ترمودینامیک کلاسیک مشتمل بر مفاهیمی است حمال ذو وجوه و در برگیرنده بار معناهای گوناگون. برخی ازلی یا ابدی بودن جهان را با استناد به قوانین ترمودینامیک منتفی می دانند و بنابراین لحظه آفرینش و به تبع آن وجود خالق را استنتاج می کنند...

[ فلسفه و متافیزیک ]

ترمودینامیک و مذهب

RELIGION  &  THERMODYNAMICS

                       

نقد آرا و عقاید مرحوم مهندس بازرگان پیرامون تعامل علم و دین

  

نوشته: عرفان کسرایی

e_kasraie@yahoo.com

  

ترمودینامیک کلاسیک مشتمل بر مفاهیمی است  حمال ذو وجوه  و در برگیرنده بار معناهای گوناگون. برخی ازلی یا ابدی بودن جهان را با استناد به قوانین ترمودینامیک منتفی می دانند و بنابراین لحظه آفرینش و به تبع آن وجود خالق را استنتاج می کنند.  در مقابل هستند کسانی که تعمیم مشاهدات محدود ترمودینامیکی را به کل جهان هستی و همه زمانها یک فرض نادرست می دانند. دسته اخیر گرچه درستی قوانین ترمودینامیک را پذیرفته اند اما استقرایی را که نسبت به همه جهان خلقت حکم می دهد نادرست می دانند.  این مجادلات فلسفی از گذشته تا به حال ادامه داشته و دارد.  به همان نسبت که علم سکولار, مدعی به چالش   کشیدن مذهب بوده ,  دینداران نیز متقابلاً نظریات جدید علمی را مهر ﺘﺄییدی براصالت مذهب تلقی کرده اند. آیا اساساً میتوان از بررسی ترمودینامیک کلاسیک رد یا اثبات خداشناسی و اعتقادات مذهبی را نتیجه گیری نمود؟ در این باره دیدگاههای کتاب عشق و پرستش یا _ترمودینامیک انسان _ از مهندس مهدی بازرگان, شایسته  توجه است. این کتاب که در سال ۱۳۳۶ به رشته تحریر درآمده اصول ترمودینامیک را ( که از مدتها قبل در بسیاری از علوم و موضوعات فنی و نظری به کار برده شده و نتایج قابل توجهی ازآن گرفته اند) به حوزه های مذهب , زیست شناسی و انسان شناسی مرتبط میکند. {ترمودینامیک در زمینه حیات انسان به عنوان پل ربط و معراجی ازصحرای پر از گل عشق به آسمان پر ستاره پرستش انتخاب شده است. نظر به اینکه فعالیت های انسان و اجتماع مابین این دو سرحد یا بر حول این محور در حرکت و گردش می باشد ناگزیر در سفر از دیار عشق به دیار پرستش از بسیاری منازل بشریت و مناظر انسانیت عبور خواهد شد وقتی از دریچه جدیدی دیده می شود ممکن است خالی از تازگی و تماشا نباشد..} دراین کتاب فضائل اخلاقی و اعتقادات مذهبی از منظر ترمودینامیک تبیین می گردند. برای مثال از دیدگاه این کتاب, زهد ,روزه ,تقوا, محبت و خدمت به خلق, دعا و پرهیز از غرور,  با رابطه  U – T.S  در ترمودینامیک متناظرند. زیرا که این رابطه, کهولت, پیری و فرسودگی را نشان میدهد و احیای انسان و جوان  کردن او ناچار از طریق بالا بردن و زیاد کردن U و کم کردن   TوS  میتواند انجام شود. یعنی محو بی نیازی و بی میلی و حفظ و تقویت و ایجاد احتیاج و عشق از یک طرف و تضعیف و تخفیف کمیت و کیفیت دارایی ها و ذخایر موجود از طرف دیگر. مهندس بازرگان در کتاب ذره بی انتها حرکت اجتماعی و ظهور انبیا را با اصول ترمودینامیک تبیین می کند. ( مذاهب به مرور زمان و در دست مردم همیشه سیر نزولی داشته دچار فرسودگی و فرتوتی گشته راه فنا را پیش میگرفته است. مانند هر سیستم طبیعی که وقتی به حال خود گذاشته شود لاینقطع بر کهولت و آنتروپی آن افزوده شده و بالاخره به خاموشی و رکود منتهی می گردد تصفیه و احیای مذاهب نیز روی جریان عادی میسر نبوده است و اگر دوره هایی به طور انفصالی و غیرطبیعی جست و خیزهایی دیده شده است جز با القای یک نیروی خارجی و نفوذ و دمیده شدن روح الهامی که می بایستی از سرچشمه ی قبلی باشد قابل تصور نمی تواند باشد.) دراینجا کارکرد پیامبران به مثابه بازگشت به حالت اولیه  با افزودن انرژی تفسیر میگردد. ازدیدگاه مهندس بازرگان  آیات قرآنی:    کل شیء هالک الا وجهه,     ثم رددناه اسفل سافلین,  ان الانسان لفی خسر,  با استهلاک و اصل افزایش آنتروپی تطابق دارد. آیه _ان الانسان لفی خسر_ به وضوح اشاره به خسران می کند . خسران در لغت به معنی نقصان در سرمایه است. ضرر بر دوگونه است یکی آنکه در معامله ای سود نکند و دیگر آنکه آنچه دارد نیز در معامله از دست بدهد. خسران در این آیه معنای دوم را در بر می گیرد. افزایش آنتروپی، یک اصل پذیرفته شده در تمام رویدادهای فیزیکی جهان است. در واقع  (اصل) مفهومی است که هیچ دلیلی بر اثبات آن در دست نداریم و تا آنجا اعتبار دارد که نقیضی برای آن پیدا نشده نباشد و چون افزایش آنتروپی تا به حال نقیضی نداشته ، می توان با استقرا آنرا در مورد تمام پدیده ها بسط داد. آنتروپی را عموماً به عنوان معیاری برای بی نظمی در نظرمی گیرند. با استفاده از ترمودینامیک آماری، رابطه بین آنتروپی سیستم و تعداد حالات امکان پذیر میکروسکوپیک آن به وسیله رابطه بولتزمان نشان داده می شود.از دیدگاه میکروسکوپیک هنگامی که بی نظمی افزایش می یابد، آنتروپی سیستم نیز افزایش می یابد. از این رو طبق قانون دوم ترمودینامیک فرایندهای واقعی که در جهان روی میدهد، همگی در جهت اصل افزایش آنتروپی و به تبع آن افزایش بی نظمی هستند. اگر مجاز به تعمیم اصل افزایش آنتروپی به کل جهان هستی و همه زمانها باشیم آنگاه می توانیم به صراحت نتیجه بگیریم جهان هستی, آغاز و انجامی دارد. چرا که مطابق این اصل, جهان باید در مقدار آنتروپی مشخصی آفریده شده باشد و ازآن پس آنتروپی جهان افزایش یافته باشد و در نهایت  به ماکزیمم بی نظمی برسد. ( البته این استدلال محل اشکال است زیرا آنتروپی میتواند الی الابد افزایش پیدا کند و هیچ مقدار بیشینه ای نیز نداشته باشد). بنابر این با در نظر گرفتن کل جهان هستی بعنوان یک سیستم بسته و تعمیم قوانین ترمودینامیک به همه زمانها اینطور استنتاج می شود که لاجرم باید ناظم حکمتی باشد که جهان را در حالت آنتروپی مشخصی آفریده باشد.  بولتزمان معتقد بود که نظم می تواند یک پدیده کاملا تصادفی باشد و از این رو وجود خالق برای آفریدن نظم را نپذیرفت. از دیگر سو, جهان هستی  ازلی هم نمی تواند  باشد، یعنی نمی تواند  شروعی در زمان نداشته باشد،اگر جهان ازلی و بی آغاز باشد همواره در هر نقطه ای از زمان که باشیم، بی نهایت زمان را پشت سر گذاشته ایم , با توجه  به اینکه آنتروپی  کل فرآیندهایی که همواره در جهان رخ می دهند در حال افزایش است، مقدار این افزایش در طول این زمان بی انتها باید بی نهایت زیاد شده باشد، و در نتیجه جهان باید  به  ماکزیمم بی نظمی رسیده باشد،به  طوری که دیگر هیچ فرآیندی نتواند انجام شود زیرا هر فرآیندی باید  باعث افزایش  آنتروپی بشود در حداکثر آنتروپی,   دیگر امکان افزایش وجود  ندارد.  چون جهان کنونی ما  در چنین حالتی به سر نمی برد   پس جهان نمی تواند ازلی باشد و لاجرم  شروعی در زمان داشته است و باز هم باید بگوییم چیزی که شروعی در زمان دارد، نیاز به آفریننده دارد. اما این استدلال, خود نیز گرفتار همان مغالطه ( تعمیم قانون دوم ترمودینامیک به کل جهان هستی و همه زمانها) شده است.در اینجا بحث  این نیست که آیا دخالت دادن مباحث علمی در حوزه مسائل مذهبی اصالتاً درست است یا نادرست اما نشان خواهم داد در بسیاری از موارد, دینداران نیز برای اثبات  خدا و حقانیت مذهب همان راهی را رفته اند که بی دینان برای رد آن. برای اثبات وجود لحظه خلقت (و بنابر این اثبات وجود خالق) لازم است قانون دوم ترمودینامیک را به کل جهان هستی بسط دهیم. اما این فرض به نتایجی دیگرمنجر میشود که با معتقدات مذهبی سازگار نیست.اگر تعمیم و بسط قانون دوم ترمودینامیک  به حوزه متافیزیک دربرگیرنده هیچ مغالطه یا ایراد منطقی نباشد بنابراین با همین تعمیم می توانیم نتیجه بگیریم جهان و انسانها در جهت میل به بدیها و نیزغلبه آفات و شرور پیش می روند.آزمایشها نشان داده اند که حالتهایی چون اندیشیدن بیشترین و حالتهای چون غضب و نفرت کمترین انرژی الکترومغناطیسی را در مغز انسان ایجاد می کند. با تعمیم این نتایج به جنبه های  متافیزیک می توان گفت که مغز انسان در حرکت به سمت نیکی، میدان الکترومغناطیسی با انرژی بالاتری را ایجاد می کند. به عبارتی حرکت به سمت نیکی به نسبت میل به بدی , مستلزم صرف انرژی بیشتری است. پس بر اساس اصل افزایش آنتروپی جهان هستی و انسانها در مسیر حرکت به  پلیدیها و بدیها پیش می روند. بنابراین، انسان که در آغاز دارای روح پاک و لوح سفید است، بر اثر اعمال خود از پاکی روح خود می کاهد و به دلیل وجود عوامل برگشت ناپذیری(irreversibility) هیچ راه بازگشتی به حالت ضمیر پاک اولیه وجود ندارد. چرا که آنتروپی هرگز کاهش نمی یابد و دست کم میتواند ثابت بماند (مانند فرایند آیزنتروپیک که آدیاباتیک و بر گشت پذیر است). با چنین استنتاجی خودسازی , رسیدن به کمال روحی و تکامل معنوی و یا حتی مفاهیمی همچون  توبه, اعتبار خود را از دست میدهند. چرا که مطابق اصل افزایش آنتروپی نمی توان بر بازگشت ناپذیری غلبه نمود و آنتروپی را کاهش داد. مشاهده کردیم که بسط قوانین ترمودینامیک به تمام جهان هستی برای اثبات وجود خالق, چگونه با تعالیم مذهبی ناسازگارمیشود و به نفی کمال پذیری انسان می انجامد. از طرف دیگر برای طرفداران علم سکولاری که همه چیز را بر پایه تکامل ,انتخاب طبیعی, احتمال وقوع و عدم قطعیت توجیه میکنند , خداوند آفریننده , جای خود را به پدیده های کاملاً ً تصادفی داده است. این دسته نیز مشاهدات جزئی را به جهان هستی تعمیم می دهند. ردیه ای که دینداران بر تکامل ایراد می کنند باز هم بر پایه تعمیم قوانین ترمودینامیک و در نظر گرفتن همه جهان هستی به عنوان یک سیستم قرار دارد, این گروه ,تکامل داروینی را با استناد به قوانین ترمودینامیک مردود اعلام میکنند.به اعتقاد آنها تحول و تکامل, قانون اول ترمودینامیک را نقـض می کند, مطابق با این قانون, انرژی از صورتی به صورت  دیگر تبدیل می شود و نمیتواند خلق یا نابود شود. هیچ چیزی در سیستم قانون طبیعت نمی تواند منشأ خود را تعریف کند. نبود انرژی مورد نیاز برای تازگی تکامل,  متناقض با این قانون است. و در ادامه اضافه می کنند اعتقاد به تکامل با  قانون دوم ترمودینامیک نیز متناقض است. چرا که احتمال شکل گیری گونه های منظم در فرضیه تکامل با اصل افزایش آنتروپی همخوانی ندارد. سپس نتیجه گرفته می شود تحول و تکامل,  متناقض با  قانون دوم ترمودینامیک می باشد. و در ادامه بیان می دارند که : معتقدان به نظریه تکامل بخوبی می دانند, که این نظریه بعلت تناقض با دومین قانون اصلی ترمودینامیک نیاز به میلیاردها سال دارد. تکامل از نظر آماری نه تنها بشدت غیر واقعی است بلکه عملاً غیرممکن است. بنابر این به نظر می رسد هم کسانی که در جستجوی اثبات خداوند از اصول ترمودینامیک هستند و هم کسانی که با استناد به این قوانین, سعی در رد خدا و باورهای مذهبی دارند دستخوش برداشتهای نادرست و مغالطه و تعمیم های نابجا از این قوانین شده اند. قوانین ترمودینامیک تنها چند مدل ریاضی هستند که با مشاهدات تجربی جزئی (و نه برای همه زمانها از ازل تا ابد) به دست آمده اند و نمی توان با استقراء , آن را بر همه جهان خلقت و در تمام زمانها  انطباق داد و از آن به سادگی و در چند جمله, وجود یا عدم وجود خدا را نتیجه گرفت.

 


 

یا سیستم مکان یابی جهانی

 
GPS یا سیستم مکان یابی جهانی
GPS یا سیستم مکان یابی جهانی ،یک سیستم ناوگانی ماهواره است که از شبکه ای با 24 ماهواره ساخته شد و بوسیله ی سازمان دفاع آمریکا در مدار قرار گرفت. در ابتدا GPS برای مصارف نظامی به کار گرفته می شد اما در 1980 ، دولت آمریکا این سیستم را برای استفاده های شخصی در نظر گرفت...

[ مقالات متفرقه ]

 GPS یا سیستم مکان یابی جهانی  

منبع: پارس اسکای
http://www.parssky.com/news/articles/
default.aspx/?NewsID=-1417114678&Cat=Spaceship

 

GPS چیست؟

GPS یا سیستم مکان یابی جهانی ،یک سیستم ناوگانی ماهواره است که از شبکه ای با 24 ماهواره ساخته شد و بوسیله ی سازمان دفاع آمریکا در مدار قرار گرفت. در ابتدا GPS  برای مصارف نظامی به کار گرفته می شد اما در 1980 ، دولت آمریکا این سیستم را برای استفاده های شخصی در نظر گرفت.GPS  درهر شرایط آب و هوایی و در هر جای دنیا ،در 24 ساعت شبانه روز قابل دسترسی است و هیچ حق اشتراک یا هزینه ای برای استفاده از GPS وجود ندارد.

 

 

GPS چگونه کار می کند؟

ماهواره های GPS در یک مدار معین، زمین را دو بار در روز دور می زنند و سیگنال های اطلاعاتی را به زمین ارسال می کنند. دریافت کننده GPS این اطلاعات را گرفته و برای محاسبه مکان دقیق کاربر از روش های هندسی استفاده می کند. در اصل دریافت کننده ی GPS زمان ارسال سیگنال از ماهواره را با زمان دریافت سیگنال مقایسه می کند. اختلاف زمان بازگو کننده ی میزان فاصله ی ماهواره از دریافت کننده ی GPS است. با اندازه گیری فاصله، از تعدادی چند از ماهواره ها ،دریافت کننده می تواند مکان کاربر را مشخص کرده و آن را روی نقشه ی الکترونیکی واحد نمایان کند.

یک دریافت کننده ی GPS با سیگنال هایی که از حداکثر سه ماهواره دریافت می کند، می تواند مسیر حرکت و مختصات دو بعدی (طول و عرض) مکان را محاسبه کند. با در نظر گرفتن چهار یا بیشتر ماهواره ، دریافت کننده می تواند مختصات سه بعدی (طول،عرض،ارتفاع) مکان کاربر را مشخص کند. زمانی که مکان کاربر مشخص شد ، GPS می تواند سایر اطلاعات نظیر:سرعت،مسیر،فاصله ی پیموده شده،فاصله تا مقصد،زمان طلوع و غروب خورشید و ... را محاسبه کند.

 

 

دقت GPS تا چه حد است؟

امروزه دریافت کننده های GPS دارای دقت بی نهایت بالایی هستند و این امر را مدیون طرح کانال چند گانه موازی هستیم. دریافت کننده های کانال 12 موازی گارمین به محض روشن شدن سرعت بالایی در برقراری رابطه با ماهواره دارد و این ارتباط به طور مستمر بر قرار است و حتی درختان انبوه و آسمان خراش های بلند مانع برقراری ارتباط نمی شوند.کارخانه های اتمسفریک و دیگر چشمه های ایجاد خطا، روی دقت دریافت کننده ی GPS تاثیر می گذلرند.  دریافت کننده های GPS گارمین دارای میانگین دقت 15 متر می با شند.دریافت کننده های GPS گارمین با قابلیت سیستم  افزایش عرض ناحیه دقت را با میانگین کمتر از 3 متر بهبود می بخشد. هیچ لوازم یدکی و یا حق الزحمه ای برای استفاده از سیستم افزایش عرض ناحیه احتیاج نیست.کاربران می توانند دقت را با کمک GPS تفاضلی  بهتر کنند. به این صورت که سیگنال های GPS را تقویت می کند و به میانگین 3تا 5 متر می رساند.گارد ساحلی آمریکا اغلب از سرویس تقویت کننده GPS تفاضلی استفاده می کند. این سیستم شامل شبکه ای از برج ها می باشد که سیگنال های GPS را دریافت کرده و سیگنالی تقویت شده به وسیله ی فرستنده های رادیویی ارسال می کنند. به منظور دریافت سیگنال های تقویت شده کاربران علاوه بر GPS به یک آنتن و دریافت کننده علایم گوناگون نیاز دارند.

 

سیستم ماهواره ای GPS :

24 ماهواره که بخش فضایی GPS را شامل می شوند در مداری با فاصله ی 12 هزار مایل از زمین قرار دارند. آنها پیوسته در حال حرکت بوده و در کمتر از 24 ساعت دو دور کامل می زنند. این ماهواره ها با سرعت تقریبی 7 هزار مایل در ساعت حرکت می کنند.

ماهواره های GPS به کمک انرژی خورشید کار می کنند. در زمان خورشید گرفتگی و زمانی که این انرژی وجود ندارد، آنها با بهره گیری از باطری های پشتیبان به کار خود ادامه می دهند.علاوه بر این، راکت های تقویت کننده ی کوچک به کمک ماهواره آمده و آن را در مسیر اصلی خود قرار می دهند.

در اینجا به حقایق جالبی در مورد ماهواره های GPS اشاره می کنیم:(البته ناو استار نامی است که سازمان دفاع آمریکا برای GPS انتخاب کرد.)

  • اولین ماهواره ی GPS در سال  1978 به سوی مدار خود روانه شد.
  • تمام 24 ماهواره در سال  1994 به راه افتادند.
  • کارایی هر ماهواره حدود 10 سال است و جایگزین ها دائما در حال ساخته شدن و قرار گرفتن در مدار خود می باشد.
  • وزن یک ماهواره GPS در حدود دو هزار پند ( 907 کیلوگرم) است و زمانی که صفحات خورشیدی آن باز می شود در حدود 17 فوت (8.18 متر) عرض دارد.
  • قدرت فرستنده ها تنها50 وات یا کمتر است.

 

 

سیگنال چیست؟

ماهواره های GPS دو سیگنال رادیویی کوتاه و قوی L1 و L2 را ارسال می کنند. GPS های شخصی L1 را با فرکانس 1575.42 مگا هرتز روی باند UHF دریافت می کنند. این سیگنال ها از میان ابر و گاز و پلاستیک عبور می کند اما از میان جامدات ، ساختمان ها و کوه ها نمی تواند عبور کند.یک سیگنال GPS  شامل سه بیت اطلاعات متفاوت است: یک کد تصادفی کاذب، اطلاعات زود گذر(یک روزه) و اطلاعات سالیانه.

  • کد تصادفی کاذب به سادگی یک کد ID است که ماهواره ای را که در حال ارسال اطلاعات می باشد را مشخص می کند. شما می توانید این عدد(کد) را هنگامی روی صفحه ماهواره واحد GPS گارمین خود ببینید که آن مشخص می کند کدام یک از ماهواره ها در حال دریافت کردن آن است.

  • اطلاعات زود گذر(یک روزه): مکانی را که هر ماهواره GPS در هر ساعتی باید داشته باشد را به دریافت کننده ی GPS نشان می دهد.این اطلاعات ارسال شده توسط هر ماهواره ، اطلاعات مداری مربوط به آن ماهواره و سایر ماهواره های واقع در سیستم را نشان می دهد.

  • اطلاعات سالیانه  که به وسیله هر ماهواره به طور پیوسته ارسال می شود شامل اطلاعات مهمی در رابطه با وضع ماهواره (سالم یا خراب بودن)، زمان و اطلاعات رایج است. این بخش از سیگنال برای مشخص کردن مکان بسیار ضروری است.

چشمه هایی که بر سیگنال های GPS‌ تاثیر گذاشته و باعث فاسد شدن (از بین رفتن) آنها شده و در نتیجه روی دقت و صحت اطلاعات تاثیر گذار است به قرار زیر می باشد:

  • تاخیرات تروپوسفر (پایین ترین بخش اتمسفر) و یونسفر (یون کره): سیگنال های ماهواره ای به هنگام عبور از اتمسفر کند می شوند. سیستم GPS از مدلی ساختگی استفاده می کند تا میانگین تاخیر را محاسبه و هر چند به طور جزیی این نوع خطا را اصلاح کند.
  • سیگنال های چند گانه:زمانی رخ می دهد که سیگنال های GPS قبل از رسیدن به دریافت کننده توسط ساختمان های بلند یا سطوح سنگی بزرگ، منعکس می شوند که این خود باعث افزایش زمان سفر و در نتیجه ایجاد خطا می گردد.
  • خطاهای زمانی دریافت کننده: ساعت یک دریافت کننده همانند ساعت های اتمی ماهواره های GPS دقیق نیست بنابراین خطای زیادی از لحاظ وقت و زمان ممکن است پیش آید.
  • خطاهای مداری : اطلاعات یک روزه ممکن است که مکان نادرستی از ماهواره را گزارش دهد که باعث ایجاد خطا می شود.
  • تعدادی از ماهواره های قابل رویت ،ساختمان ها، ترن،موانع الکترونیکی و حتی بعضی اوقات درختان انبوه می توانند سدی در برابر سیگنال ها شوند که منجر به ایجاد خطا شده و یا مکان یابی غیر ممکن می گردد.
  • هندسه ماهواره ها: اشاره به موقعیت نسبی ماهواره ها در هر زمانی دارد. یک مثال که در مورد هندسه ماهواره ها وجود دارد زمانی است که ماهواره ها در زاویه های عریض در ارتباط با هم قرار دارند. زمانی که ماهواره ها روی یک خط و یا گروهی کوچک قرار دارند هندسه ضعیفی را ایجاد می کنند.
  • فساد عمدی سیگنال ماهواره: قابلیت استفاده از ماهواره های برگزیده (که به مخفف SA گفته می شود) که یک فساد عمدی در سیگنال ها است ، زمانی به وسیله ی سازمان دفاع آمریکا وضع شد. SA برای این در نظر گرفته شده است تا دشمن نظامی نتواند سیگنال های  فوق العاده دقیق GPS استفاده کند.دولت  آمریکا SA را در  ماه مه 2000 قطع کرد تا دقت دریافت کننده های GPS های شخصی را افزایش دهد.