تفکر فلسفی فیزیکدانان در زمان پیدایش مکانیک کوانتومی دچار تغییر و یا شاید به بیان بهتر تزلزل عمیقی گردید.برای آندسته ازفیزیکدانانی که صدها سال با جبر نیوتنی یا اصل علیت خوگرفته بودند و وقوع هر معلولی را به یک علت خاص ربط می‌دانند بسیار دردناک بود که دست از این تفکر بردارند....

تفكرات فلسفي به هنگام ظهور مكانيك كوانتومي

تفكر فلسفي فيزيكدانان در زمان پيدايش مكانيك كوانتومي دچار تغيير و يا شايد به بيان بهتر تزلزل عميقي گرديد.براي آندسته ازفيزيكداناني كه صدها سال با جبر نيوتني يا اصل عليت خوگرفته بودند و وقوع هر معلولي را به يك علت خاص ربط مي‌دانند بسيار دردناك بود كه دست از اين تفكر بردارند چرا كه اين تفكر بخوبي با وقايع دنيايي قابل مشاهده سازگاري مي نمود.گردش زمين تنها معلول نيروي گرانشي است كه خورشيد برآن وارد مي‌كند، انحراف نور ستارگان دور دست از يك مسير مستقيم، تنها معلول انحناي فضا – زمان است  و دامنه اين تفكر جبري به جائي رسيد كه لاپلاس رياضيدان فرانسوي بيان نمود كه حالت جهان معلول گذشته آن و علت آ‌ينده آن است. اين تفكر به ما مي‌گويد كه با آگاهي از موقعيت كنوني هر چيزي مي توان آينده ي آن چيز را به طور بسيار دقيقي پيش بيني نمود. بنابراين همه چيز از جبر نيوتني يا اصل موجبيت يا عليت پيروي مي كرد ولي با  پيدايش فيزيك كوانتومي و اصل عدم قطعيت همه چيز تغيير نمود و ترديد و احتمال بر دنياي زير سايه انداخت .غير قابل پيش بيني بودن برخي از وقايع – تاثير روش هاي اندازه‌گيري بر روي سيستمهاي مورد آزمايش- ناتواني مطلق دراندازه گيري همزمان متغيرها‌ي مكمل(چون تكانه و مكان ذرات يا خاصيت موجي و ذره‌اي فوتون) از جمله پيامدهاي مكانيك كوانتومي بود. اين فيزيك جديد به ما مي‌‌گويد نمي‌توان با قطعيت مسير يك ذره‌اي را بادانستن تمامي حالات كنونيش پيش‌بيني كرد، ما هرگز نمي‌توانيم بفهميم در پديده تداخل الكترون مورد نظر ما از كدام يك از دو شكاف دستگاه عبور كرده است.مكانيك كوانتومي همانند فيزيك كلاسيك و نسبيت اين اجازه را به ما نمي‌دهد كه با دانستن حالت كنوني يك سيستم با قطعيت از آينده آن صحبت كنيم.همه جا صحبت ازميانگين‌ها و احتمال در ميان است و همين موضوع بود كه اينشتين را وادار به بيان اين جمله كرد : خدا هرگز تاس نمي‌اندازد.

اين تفكر كه نمي‌توان با قطعيت از رفتار آينده يك سيستم صحبت كرد و اين اندازه‌گيري‌ها است كه به پديده‌ها رنگ واقعيت مي‌بخشد به تفكر كپنها گي معروف است كه بوهر سردمدار آن بود.اين تعبير از جهان اطراف ما به ما مي‌گويد كه تصور مكان و تكانه مشخص براي يك ذره همانند الكترون تا موقعيكه اندازه‌گيري نشده‌اند بي معناست در اين اندازه گيري شي و دستگاه اندازه گيري توامان نتايج حاصل از اندازه‌‌گيري را مشخص مي‌كنند. ولي آيا مي‌توان پذيرفت كه فرآيند اندازه‌گيري مي‌تواند روي جهان تاثير بگذارد؟ آيا يك الكترون داراي بارالكتريكي است يا اينكه اين دستگاه اندازه‌گيري است كه براي الكترون باري مشخص در نظر مي‌گيرد. كوانتوم فرآيند اندازه گيري را مختل كننده و تاثيرگذار فرض مي‌كند تا جائيكه بوهر باني تفكر كپنهاگي بيان مي‌دارد كه خواصي مانند ماهيت موجي يا ذره‌اي يك فوتون يا الكترون يا بار الكتريكي ، تكانه ، محل و سرعت يك ذره، تا هنگامي كه اندازه‌گيري نشده‌اند وجود ندارد يا غير واقعي هستند به عبارت كلي تر يك سيستم كوانتومي فاقد خواص است .اينشتين  به واقعيت عيني معتقد بود،  اينكه جهان فيزيكي مستقل از هر نوع فرآيند اندازه‌گيري است، و به اين موضوع ايمان راسخ داشت. مكانيك كوانتومي نه تنها قادر به توصيف رفتار ذرات زير اتمي است بلكه با تعميم آن مي‌‌توان رفتار اجرام ماكروسكوپي همانند يك توپ تنيس يا يك جسم قابل مشاهده ديگر را تعيين نمود و همين عامل موجب شده است تا فيزيكي كوانتومي را يك نظريه بنيادي كه رفتار جهان را توصيف مي كند در نظر بگيريم همانند فيزيك كلاسيك و نسبيت. 

مكانيك كوانتومي داراي پيامدهايي فلسفي بود كه بوهر يكي از سردمداران بيانات فلسفي در دفاع از اين نگاه جديد به جهان پيرامون بود. بوهر در پاسخ به نواقصي كه اينشتين و حاميان او مطرح مي‌نمودند با قاطعيت شروع به دفاع فلسفي از اين ايده جديد مي نمود. او پديده تكميل يا اصل مكمليت را كه مبتني بر اصل عدم قطعيت‌هايزنبرگ بود را براي تاثير اندازه گيري بر سيستم كوانتومي مطرح كرد. بر اساس اين اصل، اندازه گيري خاصيتي از يك سيستم است و درهنگام اندازه گيري يك خاصيت از يك سيستم اطلاعات ما در مورد ساير خاص آن سيستم از بين مي‌رود مثلا اگر بنا باشد خاصيت موجي نور را اندازه گيري كنيم اطلاعات ما در مورد خاصيت ذره اي آن به كلي از ميان مي رود. همچنين در تعبير كپنهاگي واقعيت تا هنگاميكه اندازه‌گيري نشود وجود ندارد بر همين اساس تصور بار و تكانه و… براي يك الكترون تا هنگاميكه اين كميت‌ها اندازه‌گيري نشوند بي‌معنا خواهد بود در سال گذشته يك جوان ايراني بنام پرفسور شهريار صديق افشار با انجام آزمايشي بربخشي از اصل مكمليت بوهر خط بطلان كشيد و سلطۀ هشتاد سالۀ آ‎ن بر فيزيك كوانتومي را در معرض تزلزل و تباهي قرار داد. 

آزمايش افشار 

 بور در طول شكل گيري فيزيك كوانتومي بي مهابا از آن جانبداري مي‌كرد هر جا به بن بست مي‌رسيد يا توسط منتقدان فيزيك كوانتمي به چالش كشيده مي شد با بنا نهادن يك اصل فلسفي از ايده كوانتومي دفاع ميكرد. وقتي سال 1935 اروين شرودينگر آزمايش گربه را پيش كشيد( اين آزمايش فكري به آزمايش گربه شرودينگر نيز معروف است) و در آن مسئله تاثير اندازه‌گيري بر يك سيستم و اينكه چگونه صرف مشاهده مي‌تواند زندگي يا مرگ گربه را رقم بزند، تناقض موضوع فرآ‎يند اندازه‌گيري در فيزيك كوانتومي را با درك عمومي بر ملا ساخت ولي اين ادعا كه اندازه‌گيري بر روي يك سيستم كوانتومي تاثيرگذر است جزء لاينفك فيزيك كوانتومي است كه تاكنون هيچ آزمايشي آنرا نقض ننموده است ولي اين موضوع كه اندازه‌گيري خاصيتي از يك سيستم اطلاعات ما را در مورد ساير خواص آن سيستم از بين مي‌برد.در ژوئيه 2004 با اعلام نتيجه آزمايشي كه پروفسور افشار از دانشگاه روان انجام داد به چالش كشيده شد ايده ناتواني در اندازه‌گيري همزمان متغيرهاي مكمل كه از اصل مكمليت بوهر استنتاج مي‌شود به طرز جالبي توسط آزمايش افشار رد شده است.افشار طي انجام يك آزمايش به طور عملي موفق شد كه همزمان ماهيت موجي و ذره‌اي نور را مورد اندازه‌گيري و مشاهده قرار دهد. نتيجه اين آزمايش به طور آشكارا با اصل مكمليت در تناقض است بنابراين هواداران تعبير كپنهاگي يا بايد نتيجه اين آزمايش را در قالب اصل مكمليت توجيه نمايند يا دست از حمايت از اين اصل بردارند ولي آنگونه كه مشخص است موضع دوم محتمل تر به نظر مي‌آيد. بر همين اساس تاريخ بارديگر درحال تكرارشدن است و نيمه اول قرن بيست ويكم همانند نيمه اول قرن بيستم شاهد جدل‌هاي تازه‌اي بين هواداران تعبير كپنهاگي و هواداران واقعيت عيني (اينشتين نيز به واقعيت عيني معتقد بود و عقيده داشت كه واقعيت‌ها مستقل از اندازه‌گيري هستند) خواهد بود.

قرن نوزدهم

در قرن نوزدهم، نظريه پردازان براي تشريح گروه متفاوتي از پديده ها كه متضمن نور و الكترومغناطيس بودند، از مدل اساسي ديگري استفاده كردند كه عبارت بود از: (انتشار) امواج درمحيطهاي ميانجي پيوسته . ولي در اوايل قرن حاضر به نظر مي رسيد كه چند آزمايش حيرت انگيز، استفاده از هر دو مدل موج و ذره را براي هر دو نوع از پديده ها ايجاب مي كند. ازيك طرف، معادله انيشتين درباره اثر فتوالكتريك و كار كامپتون بر روي پراكندگي فوتون نشان داد كه نور در بسته هاي مجزا و منفصل، با انرژي و اندازه حركت معين، گسيل مي گردد وبسيار شبيه به جرياني از ذرات عمل مي كند، و از طرف ديگر و در مقابل آن، الكترون ها كه همواره به صورت ذرات تصوير مي شدند، آثار تداخل انتشار را كه از ويژگي هاي امواج است، از خود نشان دادند. امواج، پيوسته و گسترده اند و به موجب فاز بر يكديگر تاثير متقابل دارند؛ اما ذرات، گسسته و به مكاني خاص محدودند و تاثير متقابل آنها براساس اندازه حركت است. به نظرمي رسد هيچ راهي براي تلفيق اين دو مدل، در مدل واحد، وجود ندارد.

در نظريه كوانتوم، هيچ مدل وحدت يافته اي از اتم پيدا نشده است. مدل اوليه بور درباره اتم به سادگي قابل تصوير و تجسم بود: الكترون هاي ذره وار در حركت خود پيرامون هسته، به مانند يك منظومه شمسي كوچك، از مدارهايي تبعيت مي كنند. ولي اتم در نظريه كوانتوم به هيچ وجه قابل تصوير و تصور نيست. ممكن است كسي بكوشد تا الگوهاي موج هاي احتمال را كه فضاي پيرامون هسته را پر كرده اند، شبيه نوسان هاي يك سمفوني سه بعدي ازاصوات موسيقيايي كه پيچيدگي حيرت انگيزي دارند، تصور كند؛ ولي اين تمثيل كمك زيادي به ما نمي كند، اتم در دسترس مشاهده مستقيم قرار ندارد و بر وفق كيفيات حسي ، قابل تصورنيست؛ حتي نمي توان آن را براساس مفاهيم كلاسيك نظير فضا، زمان و عليت به گونه اي منسجم توضيح داد. رفتارشي بسيار خرد با رفتار اشياي تجربه روزمره، متفاوت است. ما مي توانيم آنجه را در آزمايشها رخ مي دهد با معادلات آماري توضيح دهيم، ولي نمي توانيم صفات كلاسيك اورانوس را به ساكنان جهان اتمي نسبت دهيم.

در بسط و توسعه هايي كه طي سالهاي اخير در نظريه كوانتوم، به سمت قلمروهاي هسته اي ومادون هسته اي حاصل شده است، خصلت احتمالي نظريه اوليه كوانتوم، همچنان محفوظ، مانده است. نظريه ميدان كوانتومي، تعميمي است از نظريه كوانتوم كه با نظريه نسبيت خاص، هماهنگ و منسجم است. از اين نظريه با موفقيت بسيار در برهم كنشهاي الكترومغناطيس وبرهم كنش هاي مادون هسته اي (كروموديناميك كوانتومي يا نظريه كوارك) و نظريه الكتروضعيف، بهره برداري شده است. اجازه دهيد چالشي را كه نظريه كوانتوم در قبال اصالت واقع ابراز كرده است، دنبال كنيم. نيلز بور از به كارگيري مدل هاي موج و ذره و ديگر زوج ها از مجموعه هاي مفاهيم متضاد، حمايت مي كرد. بحث بور درباره آنچه او آن را اصل مكمليت ناميد، چند موضوع را شامل شد. بور تاكيد داشت كه سخن ما درباره يك سيستم اتمي بايد همواره به يك آرايش آزمايشگاهي مربوط باشد؛ ما هرگز نمي توانيم درباره يك سيستم اتمي به تنهايي و في نفسه و عين معلوم را در هر آزمايشي مد نظر قرار دهيم. نمي توان هيچ خط فاصل دقيقي بين روند مشاهده و شيء مشاهده شده، رسم كرد. در صحنه آزمايش، ما بازيگريم نه صرفا تماشاچي و ابزار آزمايشي مورد استفاده را خود برمي گزينيم. بور اظهار داشت كه آنچه بايد به حساب آيد، روند تعاملي (كنشي - واكنشي) مشاهد است، نه ذهن يا شعور مشاهده گر. 

موضوع ديگر در نوشتار بور، محدوديت مفهومي درك بشر است. در اينجا، انسان به عنوان يك عالم (داننده) و نه يك آزمايشگر، كانون توجه قرار مي گيرد. بور، با شكاكيت كانت درباره امكان شناخت جهان في نفسه سهيم است. اگر سعي ما آن باشد كه قالب هاي مفهومي خاص را بر طبيعت تحميل كنيم، در اين صورت استفاده تام از ساير مدل ها را مانع شده ايم. بدين سان، بايد بين توصيفات كامل علي يا فضا- زماني، بين مدل هاي موج يا ذره، بين اطلاع دقيق از مكان يا اندازه حركت، يكي را برگزينيم. هرچه بيشتر از يك مجموعه مفاهيم استفاده شود، كمتر مي توان مجموعه مكمل را به طور همزمان به كار برد. اين محدوديت دوجانبه از آن جهت رخ مي دهد كه جهان اتمي را نمي توان بر وفق مفاهيم فيزيك كلاسيك و پديده هاي مشاهده پذير توضيح داد.

بنابراين، چگونه مفاهيم فيزيك كوانتومي به واقعيت جهان مربوط مي شود؟ ديدگاههاي مختلف درباره جايگاه نظريه ها در علم، تعبير و تفسير متفاوتي از نظريه كوانتوم مي كنند.
1- اصالت واقع كلاسيك. نيوتن و تقريبا تمام فيزيكدانان قرن نوزدهم، نظريه ها را توصيفات طبيعت ، آن گونه كه في نفسه و مستقل از مشاهده گر تحقق دارد، تلقي مي كردند. فضا (مكان)، زمان، جرم، و ساير كيفيات اوليه خواص همه اشياي واقعي اند. مدل هاي مفهومي، نسخه بدل هايي از جهانند كه ما را قادر مي سازند تا ساختار مشاهده ناپذير جهان را با اصطلاحات مانوس كلاسيك مجسم كنيم. اينشتاين اين سنت را با پافشاري بر اين نكته ادامه داد كه يك توصيف كامل از سيستم اتمي، مستلزم مشخص كردن متغيرهاي كلاسيك مكان - زماني است كه حالت آن را به گونه اي عيني و غيرمبهم، تعيين كند. او بر آن بود كه چون نظريه كوانتوم چنين نيست پس نظريه اي ناقص است و عاقبت به وسيله نظريه اي كه انتظارهاي كلاسيك را تحقق بخشد، كنار گذاشته خواهد شد. 

2- ابزارانگاري. مطابق اين راي، نظريه ها ساخته هاي مفيد بشر و تمهيدهايي براي محاسبه اند كه جهت مرتبط كردن مشاهدات و انجام پيش بيني ها به كار مي آيند. آنها همچنين ابزارهايي عملي براي دستيابي به كنترل فني شمرده مي شوند. مبناي داوري درباره آنها، مفيدبودنشان در به ثمر رساندن اين اهداف است، نه مطابقت آنها با واقعيت (كه براي ما امري دست نيافتني است). مدل ها، مجعول هايي تخيلي اند كه موقتا براي ساختن نظريه ها استفاده مي شوند و پس از آن مي توان آنها را كنار نهاد؛ آنها بازنمودهاي حقيقي جهان نيستند. اگرچه مي توانيم از معادلات كوانتومي براي پيش بيني پديده هاي مشاهده پذير استفاده كنيم، امانمي توانيم در ميان مشاهداتمان از اتم سخن بگوييم.                                                                         
اغلب چنين پنداشته مي شود كه بور قاعدتا بايد ابزارگرا باشد، زيرا او در بحث طولاني با آينشتاين، اصالت واقع كلاسيك را رد كرده است. اما آنچه او واقعا گفت آن است كه مفاهيم كلاسيك را نمي توان بدون ابهام براي تشريح سيستم هاي اتمي موجود به كار برد. از مفاهيم كلاسيك فقط مي توان براي توضيح پديده هاي مشاهده پذير، در موقعيت هاي ويژه آزمايشگاهي استفاده كرد. ما نمي توانيم جهان را آن گونه كه في نفسه تحقق دارد، جداي از تاثير متقابل ما با آن، مجسم كنيم. بور، به ميزان زيادي با نقد طرفداران ابزارانگاري از اصالت واقع كلاسيك موافق بود ولي او به طور مشخص از ابزارانگاري حمايت نمي كرد و با تحليل دقيق تر به نظر مي رسد كه اوگزينه سومي را اختيار كرده باشد. 

3-اصالت واقع نقادانه. قايلين به اصالت واقع نقادانه، نظريه ها را بازنمود هايي ناتمام ازجنبه هاي محدود جهان، آن گونه كه با ما در كنش متقابلند، تلقي مي كنند. نظريه ها به ما اجازه مي دهند تا جنبه هاي مختلف جهان را كه در موقعيتهاي گوناگون آزمايشگاهي آشكار مي شوند، به يكديگر مرتبط كنيم. از نظر حاميان اصالت واقع نقادانه، مدل ها، اگرچه انتزاعي و گزينشي اند اما براي مجسم كردن ساختارهاي جهان كه موجب اين كنشهاي متقابلند، كوششهايي ضروري به حساب مي آيند. در اين نگرش، هدف علم، فهم است نه كنترل. تاييد پيش بيني ها آزموني است براي فهم معتبر ولي خود پيش بيني، هدف علم نيست.

به خوبي مي توان ادعا كرد كه بور - اگرچه نوشته هاي او همواره واضح نبوده است - صورتي ازاصالت واقع نقادانه را پذيرفته بود. او در بحث با آينشتاين، واقعيت الكترون ها يا اتم ها را انكارنكرد، بلكه مدعي بود كه آنها از آن رسته اشيايي نيستند كه توصيفات فضا - زماني كلاسيك را بپذيرند. وي پديدارشناسي ماخ را كه واقعيت اتم ها را مورد ترديد قرار مي داد، نپذيرفت. هنري فولس ، اين بحث را چنين خلاصه مي كند: او (بور) چارچوب كلاسيك را كنار گذاشت و استنباط واقع گرايانه را درباره توصيف علمي طبيعت حفظ نمود. آنچه او طرد مي كند اصالت واقع نيست، بلكه تعبير كلاسيك آن است. بور، واقعيت سيستم اتمي را كه با سيستم مشاهده گر در برهم كنش است، فرض مسلم گرفت. در قبال تعبيرهاي ذهن گرا از نظريه كوانتوم كه مشاهده را يك برهم كنش ذهني - فيزيكي تلقي مي كنند، بور از برهم كنش هاي فيزيكي ميان سيستم هاي ابزاري و اتمي، در وضعيت كامل آزمايشگاهي، سخن مي گويد. به علاوه، موج و ذره يا اندازه حركت و موقعيت مكاني يا ديگر وصف هاي مكمل، حتي اگر هم به روشني قابل اطلاق نباشند، بر يك شيء واحد صدق مي كنند. آنها از نمودهاي متفاوت سيستم اتمي واحد حكايت مي كنند. فولس مي نويسد: بور احتجاج مي كند كه اين گونه باز نمودها، انتزاع هايي هستند كه در امكان توصيف يك پديده به عنوان كنش متقابل ميان سيستم هاي مشاهده گر و سيستم هاي اتمي، نقشي حياتي ايفا مي كنند، اما نمي توانند خواص يك واقعيت مستقل را تصوير كنند ... ما مي توانيم چنين واقعيتي را به حسب توانايي آن براي ايجاد برهم كنش هاي گوناگون توصيف كنيم؛ برهم كنش هايي كه نظريه مذكور، آنها را تامين كننده شواهد مكمل درباره شيء واحد قلمداد مي كند. بور نگرش اصالت واقع كلاسيك را كه براساس آن، جهان دربردارنده موجوداتي با خواص معين كلاسيك است، نپذيرفت. ولي با وجود اين، بر آن بود كه جهاني واقعي وجود دارد كه دركنش متقابل، توانايي ايجاد پديده هاي مشاهده پذير را داراست. فولس كتاب خود را درباره بور بااين نتيجه گيري به پايان مي رساند: هستي شناسي اي كه اين نحوه تعبير و تفسير از پيام بور مستلزم آن است، اشياي فيزيكي را نه مطابق با چارچوب كلاسيك و از راه خواص معين كه با خواص پديده ها مطابقند، بلكه از طريق توان آنها براي ظاهر شدن در نمودهاي گوناگون پديده ها، توصيف مي كند. بدين ترتيب در چارچوب مكمليت، حفظ استنباط واقع گرايانه و پذيرفتن كامل بودن نظريه كوانتوم فقط با تجديد نظر در فهم ما از ماهيت يك واقعيت مستقل فيزيكي و اينكه ما چگونه مي توانيم آن را بشناسيم، ممكن است.

كوتاه سخن اينكه ما بايد اكيدا جدايي قاطع بين مشاهده گر و شيء مشاهده شده را كه درفيزيك كلاسيك فرض مي شد، انكار كنيم. براساس نظريه كوانتوم، مشاهده گر همواره يك شريك و سهيم به حساب مي آيد. 

در مكمليت، استفاده از يك مدل، استفاده از مدل هاي ديگر را محدود مي سازد. مدل ها، بازنمودهاي نمادين (سمبوليك) از وجوه واقعيت متعاملند كه نمي توانند منحصرا بر وفق شباهت هايي كه با تجربه روزمره دارند، مجسم شوند. آنها صرفا به طور كاملا غيرمستقيم، با جهان اتمي و يا با پديده هاي مشاهده پذير، مربوطند. ولي ما مجبور نيستيم ابزارانگاري اي را بپذيريم كه نظريه ها و مدل ها را ابزارهاي فكري و عملي مفيدي مي انگارد كه درباره جهان چيزي به ما نمي گويند.

خود بور پيشنهاد كرد كه ايده مكمليت قابل بسط به ساير پديده هايي است كه با دو نوع مدل، تحليل پذيرند. مانند: مدل هاي مكانيستي و ارگانيك در زيست شناسي، مدل هاي رفتارگرايانه و درون نگرانه در روان شناسي، مدل هاي جبرواختيار در فلسفه، يا مدل هاي عدل الهي و عشق الهي در الهيات. بعضي نويسندگان پا را فراتر نهاده و از مكمليت علم ودين سخن مي گويند. بدين سان سي.اي. كولسون پس از تشريح دوگانگي موج - ذره وتعميم بور از آن، علم و دين را توضيح هاي مكمل درباره واقعيت مي نامد. من به اين گونه استعمال گسترده از اصطلاح مزبور، با ديده شك مي نگرم و در زير چند شرط رابراي به كار بردن مفهوم مكمليت مطرح مي كنم:

1-مدل ها بايد فقط در صورتي مكمل يكديگر ناميده شوند كه به يك موجود واحد و يك گونه واحد منطقي اشاره كنند. موج و ذره، مدل هايي براي يك موجود منفرد (مثلا يك الكترون) در يك موقعيت منفرد (مثلا در يك آزمايش دو شكاف) به شمار مي آيند. آنها هر دو در يك سطح منطقي قرار دارند و قبلا در يك شعبه از علم استعمال شده اند. اين شرايط در مورد علم و دين صدق نمي كند. آن دو، نوعا در موقعيت هايي متفاوت پديد مي آيند و در زندگي انسان وظايف مختلفي را به انجام مي رسانند. ازاين رو، من علم و دين را زبان هاي بديل مي دانم و اصطلاح مكمليت را به مدل هاي مربوط به يك گونه واحد منطقي و در چارچوب يك زبان خاص، محدودمي كنم؛ نظير مدلهاي انسان وار و غيرانسان وار براي خداوند.   

2-بايد روشن شود كه كاربرد اصطلاح مذكور در خارج از فيزيك، تمثيلي است و نه استدلالي . بايد دلايل مستقلي براي ارزش دو مدل بديل و يا مجموعه هايي از ساخت ها درحوزه ديگر وجود داشته باشد. نمي توان فرض كرد كه مدل هاي مفيد در فيزيك، در ساير رشته هانيز ثمربخش باشند.

3-مكمليت، هيچ توجيهي را براي پذيرش غيرنقادانه حصرهاي دووجهي فراهم نمي آورد. اين اصطلاح را نمي توان براي اجتناب از پرداختن به ناهماهنگي ها يا وتو كردن جست وجوي وحدت، به كار برد. درباره ويژگي متناقض نما در دوگانگي موج - ذره نبايد مبالغه شود. مانمي گوييم كه يك الكترون هم موج است و هم ذره، بلكه مي گوييم رفتاري موج گونه و ذره وار ازخود نشان مي دهد. به علاوه، ما يك صورتبندي رياضي وحدت يافته در اختيار داريم كه لااقل، پيش بيني هايي احتمالي را فراهم مي آورد، حتي اگر تلاش هاي گذشته، هيچ نظريه اي را بهتر ازنظريه كوانتوم در مطابقت با داده ها به دست نداده باشد. ما نمي توانيم تحقيق براي مدلهاي وحدت بخش جديد را طرد كنيم. انسجام، حتي اگر با اعتراف به محدوديت هاي زبان و تفكربشري تعديل شده باشد، همواره در سراسر پژوهش انديشه مندانه به صورت يك آرمان باقي مي ماند.

اينشتين و مكانيك كوانتومي

نظريه كوانتومي كه توسط پلانك و اينشتين ساخته و پرداخته گرديد باسايه انداختن ديدگاه احتمال و عدم قطعيت برآن موجب نارضايتي و دلسردي اينشتين شد و راهش را از سايرين جدا كرد چراكه طرز فكري كه نسبيت‌‌ها از آن تراوش كرده بودنند اين اجازه را به اينشتين نمي‌داد كه جهان عيني و علّي را رها كند و درسايه ترديد و تزلزل در پي كشف حقايق عالم برآيد ولي شايد اينشتين درست انديشيده بود و اين بوهر وهمفكران او بودند كه در بكارگيري و تعميم اصل عدم قطعيت راه را به بيراهه رفتند.

آلبرت انيشتين با مكانيك كوانتومي كاملا موافق نبود او معتقد بود يك نظريه كامل بايد خود رويداد ها را توصيف كند نه فقط احتمال آنها را او مي گويد: من ناچارم اعتراف كنم كه براي تعبير آماري ارزشي گذرا قائلم من هنوز به امكان ارائه طرحي از واقعيت يعني نظريه اي كه بتواند خود اشياء را نمايش بدهد،نه فقط احتمال آنها را ايمان دارم. انيشتين تا زمان مرگش حاضر به قبول مكانيك كوانتومي نشد. 

..................................................................................................................................

هم اكنون مكانيك كوانتومي در مسير پيشرفت بي هيچ مشكلي داراي سرعتي حيرت آور است.و تا موقعي كه مشكلي ايجاد نشود( همانند مشكلات موجود در فيزيك كلاسيك كه زمينه را براي تولد نظريه‌هاي نسبيت و كوانتوم فراهم نمود) دانشمندان نيازي به خلق نظريه‌ائي جديد يا ايجاد تغييري درآن نمي‌بينند.

نقل از هوپا

دکارت می گفت :محقق است که خدا قبلا همه چیز را مقدر کرده است و قدرت اراده فقط ناشی از اینست که ما به قسمی عمل می کنیم که از نیروی خارجی که به سبب آن مجبور به عمل خاصی هستیم آگاه نمی باشیم.....

فيزيك

فيزيك علمي است كه روابط رياضي يك پديده را كه خاصيت تكرار داشته باشد بصورت يك قانون بيان مي كند هر چند ممكن است تعاريف متفاوتي از فيزيك ارائه داد ولي مهم آن است كه علم فيزيك در مورد روابط بين اشياء مادي بحث مي كند.

فلسفه ي فيزيك از ديدگاه فيلسوفان

دكارت مي گفت :محقق است كه خدا قبلا همه چيز را مقدر كرده است و قدرت اراده فقط ناشي از اينست كه ما به قسمي عمل مي كنيم كه از نيروي خارجي كه به سبب آن مجبور به عمل خاصي هستيم آگاه نمي باشيم. دنياي جديدي كه گاليله و نيوتن.. ساخته بودند حتي عامه مردم را درگير خود كرده بود هرچند مردم بصورت فطري از آن سر باز مي زدند و آن را قبول نداشتند آنها اراده مي كردند و به مقصود مي رسيدند در واقع فيزيك كلاسيك از طرز تفكر موجبيت (دترمي سيسم ) دفاع مي كرد و پايه استدلالات آن بر پايه منطق رياضي بود و ظاهرا چاره اي جز قبول موجبيت در طبيعت نبود امانوئل كانت براي رفع اين مشكل در مورد آزادي اراده مي گويد اگر عالم فقط همين است (كه مي بينيم) در اين صورت بديهي است كه اراده نميتواند آزاد باشد يعني كه چيزي را كه مي بينيم شايد چيزي نباشد كه در واقع هست همان مثال مشهور غار افلاطون كه كساني كه در زنجير شده اند سايه ها را واقعيت مي شمارند و نمي دانستند كه سايه ها فقط سايه اي از واقعيت هستند! كانت بدين صورت عقيده خود را بيان مي كند كه پديده ها فقط نشانه ها و نمايشهايي از حقيقت مطلق هستند نه خود حقيقت و استدلال مي كند كه منشاء اصلي آنها بايد در جايي غير از اين عالم پديده ها باشد بطوري كه هر چند يك پديده با پديده ديگر رابطه علت و معلول داشته باشد ضرورتي براي قبول عليت بين توليد كنندگان آن پديده نباشداگر، توجه خود را به پديده ها معطوف كنيم ظاهرا قوانين ماشيني و جبر درست هستند و اگر بتوانيم با حقيقتي كه اساس و اصل پديده ها ست تماس حاصل كنيم شايد ببينيم كه چنين قانوني وجود ندارد كانت در ادامه مي گويد هدفش اثبات آزادي اراده نبود بلكه فقط مي خواست اين مسئله را حل كند كه حداقل طبيعت و آزادي متضاد هم نيستند البته آنان سعي مي كردند آزادي اراده را به اثبات برسانند هر چند بطور كامل موفق نشدند مكانيك نيوتني توسط فرمولهاي رياضي پايه ريزي شده بود و ظاهرا شكست ناپذير بنظر ميرسيد اما پس از مدتي مشخص شد آنگونه كه در ابتدا فكر مي كردند نمي توانند تمام پديده ها را توجيه كنند از جمله خواص نور كه خاصيت دوگانه اي از خود نشان مي داد هم عصر نيوتن، هويگنس از لحاظ هندسي ثابت كرد كه نور داراي خاصيت موجي است هر چند بعضي از پديده ها با در نظر گرفتن خاصيت ذره اي نور قابل توجيه بوده با اين حال در پديده ها يي مانند تداخل و پراش نظريه ذره اي دچار مشكل مي شد و در عوض نظريه موجي به طور كامل آنها را توجيه مي كرد.

مكانيك كوانتومي

هر نظريه ي جديدي كه پا به عرصه ي وجود مي گذارد،بي شك پيامدها ي خاص خود را به همراه دارد،گويي افقي جديد را در برابر ديدگان مي گشايد و به تبع آن طرفداران يا رهرواني به سمت آن نظريه جلب مي شوند. درست همانگونه كه در زمان ورود نسبيت،افق ديد بشر نسبت به دنياي پيرامون دچار تغييراتي ژرف گرديد. زماني كه مكانيك كوانتومي پا به عرصه ي وجود نهاد،به طور عميقي ديدگاه را نسبت به جهان پيرامون دگرگون نمود.در ديدگاه كوانتومي مقياس نگرش با مقياس نسبيتي متفاوت و بسيار كوچكتر از آن بود،مقياسي در حدود اتم و زير اتم.

مكانيك كوانتومي به خوبي ما را در درك هرچه بهتر از ساختار وخواص اتمها ، مولكولها ، جامدات و رفتار ذرات زير اتمي ياري داده است و پيامدهاي بسيار ارزشمندي همچون: ترانزيستور-ليزر-تلويزيون-كامپيوتر – ميكروسكوپ الكتروني – انرژي هسته‌اي و… را در پي داشته است،كه همه و همه نتايج مكانيك كوانتومي است فيزيكي كه بر پايه عدم قطعيت، احتمال ، ميانگين و آمار بناشده است.

مكانيك كوانتومي مهم ترين دستاورد علم بشري در توصيف طبيعت است. اين نظريه كه در سالهاي 27-1925 توسط «ورنر هايزنبرگ»، «اروين شرودينگر»، «پل ديراك»، «ماكس پلانك» و چند تن ديگر پايه گذاري شد، اساس تمام ادراك امروزي ما از عالم است. به بيان دقيق تر، مكانيك كوانتومي مجموعه اي از قوانين، روابط رياضي و مفاهيم فلسفي است كه توصيف كننده رفتار ذرات بنيادين تشكيل دهنده عالم است. البته با تعميم همين قوانين و روابط، مي توان رفتار تمام سيستم هاي فيزيكي اي كه پيش از آن بررسي شده بودند را نيز بررسي و تعيين كرد.

نتايج بنيادي نظريه هاي علمي به سرعت در ديگر حوزه هاي انديشه تأثير مي گذارد. به عنوان مثال اين ادعا زبانزد خاص و عام شده است كه مكانيك كوانتومي قانون عليت را نقض مي كند و بنابراين مي توان هر جا كه لازم شد عليت را به گوشه اي وانهيم. اين كه نظريه هاي علمي خود مشروط هستند و به هزارويك پيش فرض گفته و ناگفته وابسته هستند به كنار، آنچه اهميت دارد بدفهمي و خلط موضوعاتي است كه عميقاً توسط فلاسفه مورد بررسي قرار مي گيرند.

موجبيت و عليت  نمونه هايي از اين مفاهيم هستند كه در قرن بيستم با ظهور مكانيك كوانتومي دستخوش مردم قرار گرفتند و در ساير حوزه ها از تغيير آنها و تأثيري كه فيزيك جديد بر آنها داشته است سوءبرداشت شده است، سوء برداشت هايي از فيزيك و شيمي گرفته تا ادبيات و هنر. به عنوان مثال جبر و اختيار مسأله اي است كه انديشه بشري را از دوران باستان مورد چالش قرار داده است:اگر قوانين فيزيك تغيير ناپذير و محتوم هستند، پس همانقدر كه يك ساعت رفتارش جبري است انسان نيز كه يك ماشين فيزيكي پيچيده است بايد رفتارش جبري باشد(البته با اين پيش فرض كه رفتارهاي بشري صرفاً ناشي از قوانين فيزيكي است). واين با اختيار و اراده آزاد در تقابل است. اما به نظر مي رسد كه يك راه حل براي ورود اختيار اين باشد كه قوانين فيزيك جبري نباشند و اين چيزي بود كه حداقل به نظر مي رسيد توسط مكانيك كوانتومي حاصل شده است.

كامپتون مي گويد:

«ديگر قابل توجيه نيست كه قانون فيزيكي را به عنوان شاهدي عليه آزادي انسان به كار بريم. »

اما واقعيت اين است كه اين دو مفهوم كاملاً مستقل از هم هستند و بنابراين حتي اگر افراطي ترين تعبير از مكانيك كوانتومي به طرد موجبيت بينجامد، عليت را باقي خواهد گذاشت.

از جمله كساني كه در دنياي كلاسيك به موجبيت مي پردازد پير لاپلاس، رياضيدان، فيزيكدان و فيلسوف فرانسوي است.

وي اصل عليت عمومي را اين چنين بيان مي كند:«ميان رخدادهاي اكنون و رخدادهاي گذشته اتصال ژرفي وجود دارد، اتصالي كه بر اين اصل استوار است: چيزي نمي تواند بدون علتي كه مقدم بر آن باشد وجود داشته باشد»

لاپلاس اين تعريف از عليت را وامدار نظرات لايب نيتس بود كه مي گفت همانقدر كه ۹=۳*۳ حتمي است، وقوع رخداد ها نيز قطعي خواهد بود.

لاپلاس با توجه به اين بيان از عليت، موجبيت را چنين مي داند :«ما بايد حالت كنوني جهان را معلول حالت قبلي و علت حالت بعدي آن بدانيم. متفكري كه تمامي نيروهاي مؤثر در طبيعت را در يك لحظه معين مي داند، و همچنين مكان لحظه اي تمامي اشياي جهان را مي داند قادر خواهد بود در يك فرمول، حركت بزرگترين اجسام تا كوچكترين اتم هاي اين جهان را درك كند، مشروط بر اين كه تفكر وي به اندازه كافي قادر باشد تا تمامي داده ها را تحليل كند؛ براي وي هيچ چيزي غير قطعي نخواهد بود و آينده مثل گذشته پيش چشمانش خواهد بود. »

مشاهده مي كنيم كه لاپلاس نه تنها به وجود روابط علي دقيق در جهان اشاره مي كند، بلكه بر پيش بيني پذيري حالت هاي بعدي نيز صحه مي گذارد. مشروط بر اين كه آن كسي كه به پيش بيني مي پردازد از تمامي وضعيت ها در يك لحظه خاص و نيز تمامي قوانين حاكم بر عالم آگاهي داشته باشد. علاوه بر اين بايد از قواي محاسبه كنندگي نامحدودي بر خوردار باشد. چراكه حل معادلات فيزيك از پيچيدگي فراواني برخوردار است و اغلب اوقات محاسباتي كه توسط هوش انساني انجام مي شود تقريبي و ناقص است. به اين بيان لاپلاس از موجبيت، موجبيت علي گفته مي شود، علاوه براين كه حاوي موجبيت پيش بيني گرايانه نيز هست.

اما آنچه فيزيكدانان را وا مي داشت تا موجبيت را با عليت يكسان بدانند، شكل روابطي بود كه براي معادلات فيزيكي مي نوشتند. همانطور كه مي دانيم روابط موجود در فيزيك كلاسيك ، روابطي قطعي و معين هستند.

معادلات فيزيكي علاوه بر اين كه حكايت گر رابطه اي موجبيتي هستند، علت و معلول را نيز مشخص مي كنند. به همين دليل الگوي عليت در فيزيك كلاسيك به «الگوي تابعي» عليت معروف شده است، الگويي كه در مكانيك كوانتومي به «الگوي شرطي عليت» تغيير پيدا مي كند.

 چرا مكانيك كوانتومي به طرد موجبيت مي انجامد؟ همانطور كه از نقل و قول لاپلاس فهميده مي شود اگر كسي مكان و سرعت ذره را در يك لحظه بداند مي تواند با توجه به نيروهاي حاكم بر ذره مكان و سرعت ذره را در تمامي لحظات بعدي بداند. مشكل در اين نكته قرار دارد كه براساس مكانيك كوانتومي نمي توان مكان و سرعت يك ذره را توأمان با هم دانست و اين عدم شناخت ناشي از كمبود اطلاعات ما نيست بلكه خود ذره اساساً در يك لحظه نمي تواند هم مكان قطعي داشته باشد و هم داراي سرعت مشخصي باشد. بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه موجبيت لاپلاسي در مورد جهان كوانتومي اعتبار ندارد. اين استدلالي كه آورده شد منسوب به هايزنبرگ است، كسي كه اصل عدم قطعيت اش حكايت گر اين واقعيت است كه يك ذره نمي تواند در يك لحظه بعضي از كميت ها را به صورت قطعي داشته باشد از جمله سرعت و مكان. استدلال مذكور مبتني بر يك مغالطه است و نمي تواند معتبر باشد. چرا كه از نفي مقدم يك گزاره شرطي(عدم وجود مكان و سرعت در يك لحظه) نفي تالي (عدم شناخت مكان و سرعت در لحظات بعدي) را نتيجه گرفته است. دليل قوي تر براي نفي موجبيت در مكانيك كوانتومي وجود احتمالات در روابط كوانتومي است. در نظريه كوانتوم ديگر نمي توان گفت كه مقدار انرژي در لحظه بعدي فلان مقدار قطعي است. بلكه صرفاً مي توان گفت كه با فلان احتمال انرژي فلان مقدار است. از طرف پديد آورندگان نظريه اين احتمال ناشي از جهل ما نيست و علي الاصول ناموجبيت در جهان حكمفرماست. هرچند اين نظر ميان فيزيكدانان و فلاسفه مورد چالش قرار گرفته است. اما نكته اصلي اينجاست كه با طرد موجبيت هنوز مي توان به عليت معتقد بود.

نقل از هوپا

مقدمهاسترس آن چيزى است كه شما در واكنش به فشار دنياى بيرون (مدرسه، محيط كار، فعاليت هاى پس از مدرسه، خانواده، دوستان) يا درون ( تمايل به موفقيت در مدرسه و ميل به پذيرفته شدن) احساس مى كنيد. استرس واكنش طبيعى افراد در هر سنى است.استرس از غريزه فرد در محافظت از خويش در برابر فشار عاطفى يا جسمى و در مقابله با خطر نشات مى گيرد 

.

استرس‌ عبارت‌ است‌ از واكنش‌هاي‌ فيزيكي‌، ذهني‌ و عاطفي‌ كه‌ در نتيجه‌ تغييرات‌ و نيازهاي‌ زندگي‌ فرد، تجربه‌ مي‌شوند. تغييرات‌ مي‌توانند بزرگ‌ يا كوچك‌ باشند. پاسخ‌ افراد به‌ تغييرات‌ زندگي‌ متفاوت‌ است‌. استرس‌ مثبت‌ مي‌تواند يك‌ انگيزش‌ دهنده‌ باشد در حالي‌ كه‌ استرس‌ منفي‌ مي‌تواند در زماني‌ كه‌ اين‌ تغييرات‌ و نيازها، فرد را شكست‌ مي‌دهند، ايجاد شود.

    نتايج يك پژوهش، حاكي از ضرورت توجه بيشتر به رضايتمندي شغلي زنان و كاهش متوسط زمان كار، به خصوص براي زناني است كه بيش از ديگران با عوامل استرس زا در محيط شغلي شان، مواجه هستند.
    دكتر حميد سوري و دكتر عليرضا حاتمي سعدآباد، اعضاي هيات علمي دانشگاه علوم پزشكي جندي شاپور اهواز، در پژوهشي با عنوان «استرس هاي شغلي در زنان شاغل اهوازي»، آورده اند: استرس هاي شغلي، از عوامل مهم خطرزا براي سلامتي انسان شناخته شده است. استرس هاي شغلي، به خاطر مسئوليت بارزتر زنان در امور داخلي خانواده، هم بر خود آنان و هم بر ساير اعضاي خانواده اثر سوء دارد و كيفيت زندگي را كاهش مي دهد.
استرس نوعي نياز جسمي يا ذهني است كه در ما پاسخ‌هاي خاصي را بر مي‌انگيزد و به ما امكان مي دهد تا با خطر مبارزه كنيم يا از آن بگريزيم. مقادير كم استرس قادر است عملكرد شما را در اوضاع و احوال خاصي مثل ورزش و كار بهبود بخشد اما استرس بيش از حد به سلامت شخصي آسيب مي رساند. با مشخص نمودن شرايط استرس‌زا و يافتن راه‌هايي براي مقابله با آن، قادر خواهيد بود، استرس‌هاي مضر را به حداقل برسانيد.

منشأ استرس

استرس ممكن است از حوادث يا شرايط بروني، واكنش هاي فردي به تنش ها يا تركيبي از اين عوامل ناشي شده باشد. از جمله منابع عمده بروني استرس مي توان مشكلات درازمدتي مثل روابط خانوادگي ناراحت‌كننده، بيماري‌هاي ناتوان كننده يا بيكاري و نيز تغييرات عمده حتي تغييرات خوشايندي مثل ازدواج يا اثاث‌كشي و جمع شدن استرس هاي روزانه مثل ديررفتن سركار يا گيركردن در ترافيك را نام برد. از جمله الگوهاي رفتاري ايجادكننده يا تشديدكننده استرس هم مي توان ناشكيبايي و پرخاشگري، عدم اعتماد به نفس و احساسات سركوبگري مثل تنش يا اضطراب را بر شمرد.

تشخيص هاي نشانه‌هاي استرس

اگر نشانه هاي استرس، زود تشخيص داده شوند، براي پيشگيري از مشكلاتي كه براي سلامت ايجاد ممكن است شود، بايد اقداماتي انجام داد. داشتن انرژي كمتر از حد معمول، كاهش اشتها يا خوردن بيش از حد معمول از جمله اين نشانه‌ مي‌باشد، ممكن است دچار سردرد يا زخم‌هاي دهان شويد و بيش از حد مستعد ابتلا به عفونت‌هاي خفيفي همچون سرماخوردگي شويد. اگر احساس استرس، زياد باشد، ممكن است مضطرب، بغض كرده، تحريك‌پذير يا غمگين باشيد. خواب ممكن است مختل شود و روابط با ديگران كدورت يابد. براي آن كه از اين حالت رهايي يابيد ممكن است به الكل، تنباكو يا موادمخدر وابسته شويد. اگر استرس موجب هر يك از اين مشكلات شود، درصدد كمك از خانواده، دوستان يا پزشك خود برآييد.

تغيير دادن روش زندگي

اگر روش زندگي‌تان پر از استرس است، سعي كنيد آثار مضر استرس را كم كنيد. وقتي را براي گذراندن اوقات خود با خانواده يا دوستان كنار بگذاريد و فعاليت‌هاي لذت‌بخش انجام دهيد. ورزش كردن منظم نيز همانند آموختن، آسوده سازي و تمدد اعصاب هوشيارانه‌ بدن، قادر است تنش ‌هاي جسمي را تسكين دهد (به مبحث «تمرين‌هاي تمدد اعصاب» مراجعه نماييد). كارهاي پراسترس را به بخش هاي كوچك و آسان تقسيم كنيد. بيشتر برروي كارهاي مهم تمركز كنيد و براي حفظ زمان و انرژي خود، تعداد كارهايي را كه كمتر ضروريند، كاهش دهيد . اگر افراد، توقعات بيش از حد از شما دارند، سعي كنيد اين توقعات را كمتر كنيد.

تمرين‌هاي تمدد اعصاب

در صورتي كه دچار استرس شويد، عضلات منقبض شده، قلب تندتر مي زند و تنفس كم عمق و سريع مي شود. با يادگيري برنامه‌هاي ساده تمدد اعصاب به ذهن و جسم خود آرامش ببخشيد. اين برنامه پاسخ بدن را به استرس كاهش مي دهند. شيوه تنفسي كه در اين جا نشان داده شده است ممكن است موجب كاهش استرس شود. براي كسب اطلاعات بيشتر، از پزشك خود پرسش نماييد و ببينيد كه آيا او كلاس هاي تمدد اعصاب را تمديد مي نمايد يا خير.

تنفس براي تمدد اعصاب

با استفاده از ديافراگم و عضلات شكم خود، آرام و عميق تنفس كنيد. دستي را برروي قفسه سينه و دست ديگر را برروي شكم قرار دهيد. دستي كه برروي شكم است بايد بيش از دست ديگر حركت كند.

•آيا استرس هميشه است؟

خير. در واقع اندكى استرس لازم است. بيشتر ما بدون احساس رقابت نمى توانيم در ورزش، موسيقى، رقص، كار و مدرسه موفق شده به كمال برسيم. بدون استرس ضرب الاجل، بيشتر ما پروژه ها يا كار هاى مدرسه را به موقع به پايان نخواهيم رسانيد.
•اگر استرس اين قدر طبيعى است، پس چرا احساس ما اينقدر بد است؟
چيز هاى زيادى در زندگى روى مى دهد، پس احساس شكست و ياس، بسيار امكان پذير خواهد بود. چيز هايى هستند كه شما نمى توانيد كنترل كنيد و اين نااميد كننده ترين بخش كار است. ممكن است والدين شما دائم در حال مشاجره باشند و يا زندگى اجتماعى شما نابسامان و آشفته باشد. همچنين ممكن است شما زمانى كه خود را تحت فشار قرار مى دهيد- مانند فشار جهت گرفتن نمرات خوب يا ارتقا در كار نيمه وقت _ احساس بدى پيدا كنيد. يك واكنش عمومى به استرس انتقاد از خويش است. حتى ممكن است آنقدر احساس ناراحتى بكنيد كه هيچ چيز دلخوش كننده اى در زندگى نيابيد و زندگى كاملاً بى رحم و خشن به نظر بيايد. زمانى كه اين امر روى مى دهد، مى توانيد به آسانى تصور كنيد كه شما قادر به تغيير چيزى نيستيد. اما چنين نيست و شما مى توانيد خيلى چيز ها را تغيير دهيد.

•نشانه هاى وجود استرس

-         احساس افسردگى، بدخلقى، گناه، خستگى.
- سردرد، دل درد، اختلال خواب.
- خنديدن و گريه كردن بى دليل.
- سرزنش كردن ديگران به خاطر چيزهاى ناخوشايندى كه برايتان اتفاق مى افتد.
- فقط جنبه منفى چيز ها را ديدن.
- احساس اينكه چيز هايى كه قبلاً براى شما جالب و سرگرم كننده بوده اند، ديگر جذابيت خود را از دست داده اند و بيشتر بارى هستند كه بر شما تحميل مى شوند.
- انزجار از آدم ها يا مسئوليت هايتان.
•چيز هايى كه در مبارزه با استرس مفيد هستند
- خوردن غذا هاى متعادل به صورت منظم
- كم كردن مصرف كافئين
- خواب كافى
- تمرينات منظم ورزشى
•چگونه مى توانيم با استرس كنار بياييم؟
گرچه شما هميشه نمى توانيد چيز هاى تنش زا را كنترل كنيد، اما مى توانيد واكنش خود را در برابر آنها تحت كنترل درآوريد.
احساس شما درباره چيز ها نتيجه طرز تفكر شما درباره آنهاست.
اگر بتوانيد شيوه تفكر خود را تغيير دهيد، خواهيد توانست احساس خويش را نيز تغيير دهيد. براى كنار آمدن با استرس، اين موارد را مد نظر قرار دهيد:
۱ _ فهرستى از چيزهاى تنش زا را تهيه كنيد.
دوستان، خانواده، مدرسه و ساير فعاليت ها را در نظر بگيريد. بپذيريد كه نمى توانيد هر چيزى را كه در فهرستتان آورده ايد كنترل كنيد.
۲ _ مواردى را كه مى توانيد تحت كنترل در آوريد.
براى مثال، اگر زيادى كار مى كنيد و فرصتى براى مطالعه نداريد با رئيستان درباره كاهش ساعات كار صحبت كنيد.

۳ _ به خودتان استراحت بدهيد.
به خاطر داشته باشيد كه شما هميشه نمى توانيد همه را از خودتان راضى نگاه داريد و خطا كردن امرى جايز است.
۴ _ خودتان را به انجام چيزهايى كه نمى توانيد يا نمى خواهيد انجام دهيد، مجبور نكنيد.
اگر سرتان زيادى شلوغ است، در مورد تزئين سالن اجتماعات مدرسه براى مراسم جشن قولى ندهيد. اگر خسته هستيد و حال بيرون رفتن نداريد به دوستتان بگوييد كه براى شب ديگرى قرار خواهيد گذاشت.
۵ _ كسى را براى صحبت كردن پيدا كنيد.
صحبت با دوستان و خانواده كمك كننده خواهد بود، چرا كه امكان بيان احساساتتان را به شما مى دهد. اما ممكن است مشكلات خانوادگى يا اجتماعى شما دشوارتر از آن باشند كه بتوان در موردشان بحث كرد. اگر احساس مى كنيد كه نمى توانيد با خانواده و يا دوستان راحت درباره مشكلتان صحبت كنيد.با يك نفر خارج از اين مجموعه صحبت كنيد. وى مى تواند روحانى، مشاور مدرسه يا پزشك خانواده باشد.
• چيزهايى كه در كنار آمدن با استرس به شما كمك نمى كنند.
راه هاى سالم و ناسالم در كنار آمدن با استرس وجود دارند. فرار از مشكلات با مصرف مواد مخدر و الكل بسيار خطرناك است. هر دو مى توانند بسيار وسوسه انگيز باشند و توسط دوستانتان به شما تعارف شوند. ممكن است دارو و مواد مخدر پاسخ هاى آسانى به نظر برسند، اما چنين نيست. مصرف دارو و الكل مشكلات جديدى را به مشكل شما اضافه مى كند، مانند اعتياد يا مشكلات خانوادگى و به مخاطره افتادن سلامتى.
• من سعى كرده ام با استرس كنار بيايم، اما فقط احساس مى كنم كه تسليم شده ام...
اين يك علامت خطر است. استرس ممكن است بزرگ تر از آن باشد كه بتوان با آن كنار آمد. در اين صورت ممكن است شما به چيزهاى وحشتناكى مثل صدمه زدن به خويش و يا خودكشى فكر كنيد. زمانى كه احساس ياس مى كنيد و تسليم مى شويد، اين بدان معناست كه كارها هرگز بهتر نخواهد شد. بلافاصله با يك نفر صحبت كنيد. صحبت كردن درباره احساساتتان اولين قدم در اين راه است كه بياموزيم چگونه با آنها كنار بياييم تا احساس بهترى داشته باشيم.

پيشگيري‌

براي‌ كمك‌ به‌ پيشگيري‌ از استرس‌ منفي‌، به‌ آن‌ دسته‌ از امور زندگي‌ بپردازيد كه‌ مي‌توانيد از عهده‌ آنها برآييد.
از آنجا كه‌ هميشه‌ نمي‌توان‌ جلوي‌ استرس‌ را گرفت‌، روش‌هايي‌ را ياد بگيريد كه‌ براي‌ حفاظت‌ از سلامت‌ ذهني‌ و فيزيكي‌ خود، سازگار شويد. با مطالعه‌ مقالات‌ و كتب‌، در مورد استرس‌ به‌ خود آموزش‌ دهيد.

    عواقب‌ مورد انتظار

معمولاً با درمان‌ توسط‌ خود يا درمان‌ تخصصي‌ بهبود مي‌يابد.

    عوارض‌ احتمالي‌

استرس‌ مزمن‌ مي‌تواند در بسياري‌ از مشكلات‌ مربوط‌ به‌ سلامت‌ شامل‌ حوادث‌، آرتريت‌، آسم‌، سرطان‌، سرماخوردگي‌، كوليت‌، ديابت‌، اختلالات‌ غدد درون‌ريز، خستگي‌، سردرد، كمردرد، مشكلات‌ گوارشي‌، اختلالات‌ پوستي‌، بيماري‌ قلبي‌، فشار خون‌ بالا، بي‌خوابي‌، دردهاي‌ عضلاني‌، اختلال‌ كاركرد جنسي‌ و زخم‌ها نقش‌ بازي‌ كند.

    درمان‌

    اصول‌ كلي‌

آزمون‌هاي‌ تشخيصي‌ ممكن‌ است‌ شامل‌ موارد زير باشند:
مشاهده‌ علايم‌ توسط‌ خود شما
شرح‌ حال‌ طبي‌ و معاينه‌ فيزيكي‌ به‌ وسيله‌ يك‌ پزشك‌ در صورت‌ لزوم‌
برخي‌ از روش‌هايي‌ كه‌ به‌ كاهش‌ استرس‌ كمك‌ مي‌كنند، به‌ شرح‌ زير هستند:
يك‌ روش‌ را ياد بگيريد و به‌ طور منظم‌ و در صورت‌ امكان‌ هر روز آن‌ را تمرين‌ كنيد. روش‌هاي‌ بسياري‌ وجود دارند.

به‌ مدت‌ كوتاهي‌ از هر وضعيت‌ پر استرسي‌ كه‌ در طول‌ روز به‌ آن‌ برمي‌خوريد، دور شويد.
يك‌ روش‌ سفت‌ و شل‌كننده‌ عضلات‌ را ياد بگيريد و آن‌ را تمرين‌ كنيد.
از آوردن‌ مشكلات‌ خود به‌ خانه‌ يا بستر خودداري‌ كنيد. در پايان‌ روز، دقايقي‌ را به‌ مرور تك‌تك‌ تجارب‌ كل‌ روز اختصاص‌ دهيد به‌ طوري‌ كه‌ انگار يك‌ نوار را مجدداً گوش‌ مي‌دهيد. تمام‌ عواطف‌ منفي‌ را كه‌ متحمل‌ شده‌ايد (عصبانيت‌، احساس‌ عدم‌ امنيت‌ يا اضطراب‌) از خود برهانيد. از كليه‌ انرژي‌ها يا عواطف‌ خوب‌ (افكار عاشقانه‌، ستايش‌، احساسات‌ خوب‌ در مورد كار يا خودتان‌) لذت‌ ببريد. در مورد كارهاي‌ ناتمام‌ تصميمي‌ اتخاذ كنيد و تنش‌ ذهني‌ يا عضلاني‌ را رها كنيد. هم‌اكنون‌ براي‌ يك‌ خواب‌ آرامش‌بخش‌ و بهبود دهنده‌ عواطف‌ آماده‌ هستيد.

يك‌ برنامه‌ ورزشي‌ اتخاذ كنيد. افرادي‌ كه‌ در وضعيت‌ فيزيكي‌ خوبي‌ به‌ سر مي‌برند، به‌ احتمال‌ كمتري‌ به‌ عوارض‌ منفي‌ استرس‌ مبتلا مي‌شوند.

يك‌ رژيم‌ غذايي‌ طبيعي‌ و كاملاً متعادل‌ اتخاذ كنيد. مكمل‌هاي‌ ويتاميني‌ ممكن‌ است‌ توصيه‌ شوند.

تهيه كننده :

                 محمد امين ترابي

در عصری که ما زندگی می کنیم آزمایشهایی که چشمان جهانیان را خیره می کند ازجمله آزمایشهایی که برای یافتن توالی اجزای یک ژنوم، شکافتن ذرات ریز اتمی در شتابدهنده ها و تجزیه وتحلیل ستارگانی که با ما میلیاردها سال نوری فاصله دارند نیاز به میلیونها دلار سرمایه گذاری دارند و تجزیه وتحلیل اطلاعات به دست آمده از ابزارهای پیشرفته دراین آزمایشها ماهها به طول می انجامد.

در عصري كه ما زندگي مي كنيم آزمايشهايي كه چشمان جهانيان را خيره مي كند ازجمله آزمايشهايي كه براي يافتن توالي اجزاي يك ژنوم، شكافتن ذرات ريز اتمي در شتابدهنده ها و تجزيه وتحليل ستارگاني كه با ما ميلياردها سال نوري فاصله دارند نياز به ميليونها دلار سرمايه گذاري دارند و تجزيه وتحليل اطلاعات به دست آمده از ابزارهاي پيشرفته دراين آزمايشها ماهها به طول مي انجامد.
«رابرت كريز» عضو گروه فلسفه دانشگاه نيويورك در استوني بروك كه مورخ آزمايشگاه ملي بروك هيون هم هست، از فيزيكدانان خواست ده آزمايش برتر جهان فيزيك را نام ببرند. برخلاف انتظار عصر ما كه آزمايشهاي پيچيده توسط تيمهاي برجسته دانشگاهها و مراكز تحقيقات صورت مي پذيرد ده آزمايش برتري كه به عنوان زيباترين آزمايشهاي فيزيك در طول تاريخ انتخاب شد توسط ده فيزيكدان بسيار سرشناس انجام شده بود كه دستياران چندان زيادي هم نداشتند. ازهمه جالب تر اين كه اين آزمايشهايي كه در فهرست زيباترين آزمايشهاي فيزيك جاي گرفتند نيازي به كامپيوترهاي فوق پيشرفته بسيار مدرن نداشتند. اين ليست در مجله اين ماه Physics World به چاپ رسيده است . دراينجا به جاي آن كه به اين آزمايشها به ترتيب رتبه بپردازيم به ترتيب تقدم وتأخر زماني انجام اين آزمايشها، به اين ده آزمايش محبوب در فيزيك خواهيم پرداخت.

۱ـ اندازه گيري محيط زمين توسط اراتوستن رتبه هفتم را به دست آورد.

 هنگام انقلابين [اصطلاح اخترشناسيSolstice] در ظهر روزي كه آفتاب در شهر آسوان مصر هيچ سايه اي ندارد به گونه اي كه نور خورشيد قادر است به طور مستقيم به ته يك چاه برسد، موردتوجه اراتوستن ـ كتابدار شهر اسكندريه در سه قرن پيش از ميلاد مسيح ـ قرار گرفت. اراتوستن در چنين روزي درست هنگام ظهر كه در آسوان سايه وجود ندارد در شهر اسكندريه سايه را اندازه گيري كرد، چاره اي نبود جز اين كه زمين را كروي درنظر بگيرد. چون سايه در اسكندريه نسبت به خط عمود هفت درجه بود. محيط هردايره ۳۶۰درجه است براساس اندازه گيري اراتوستن ميان اسكندريه وآسوان ۷درجه فاصله بود. [واحد اندازه گيري درآن زمان به جاي متر «Stadium» بود] با سفر ميان دوشهر اسكندريه وآسوان معلوم شد كه فاصله آنها براساس واحد اندازه گيري Stadium، ۵۰۰۰ است. به اين ترتيب هفت درجه از ۳۶۰درجه ۵۰۰۰ استاديوم اندازه گيري شده بود پس محيط زمين براساس محاسبات اراتوستن ۲۵۰۰۰۰استاديوم بود.

۲ـ آزمايش گاليله درمورد سقوط اجسام رتبه دوم را به دست آورد.

در اواخر دهه ۱۵۰۰ميلادي گاليليو گاليله Galileo Galilei كه كرسي استادي دانشگاه پيزا را داشت دانش متعارف زمان خود را زير سؤال برد . با انداختن دو شيء از بالاي برج پيزا كه وزنشان برابر نبود نشان داد كه شيءسنگين تر زودتر از جسم سبك تر فرود نمي آيد. اگر اين كشف را در دوران ارسطو انجام داده بود به قيمت شغلش تمام مي شد.

 3-آزمايش گاليله با گوي هاي غلتان برروي سطح شيب دار رتبه هشتم را به دست آورد.

 دراين آزمايش گاليله ثابت كرد كه مسافت با زمان به توان دو نسبت مستقيم دارد وسرعت [Velocity كه با علامت اختصاري Vنمايش مي دهند] در جريان آزمايش ثابت باقي مي ماند.

4ـ انكسار نور با منشور توسط نيوتن رتبه چهارم را به دست آورد.

 ايساك نيوتن درسالي به دنيا آمد كه گاليله مرد. نيوتن فارغ التحصيل كالج تثليث كمبريج (سال ۱۶۶۵) بود. اين بار هم نيوتن دانش متعارف به جامانده از دوران ارسطو را زير سؤال برد. تلقي مردم از نور خورشيد مانند برداشت ارسطو بود ونور را خالص مي دانستند. با وجودي كه مردم رنگين كمان را ديده بودند. تا پيش از عبور نور از منشور وتجزيه آن به هفت رنگ حتي فكرش را نمي كردند نور متشكل از اين رنگها باشد.

۵ـ آزمايش كاونديش در مورد ميله و پيچش رتبه ششم را به دست آورد.

 از تئوريهايي كه نيوتن در مورد گرانش داده بود يكي اين بود كه نيروي جاذبه ميان دوجسم رابطه مستقيم با جرم به توان دو و رابطه معكوس با فاصله به توان دو دارد. در قرن هجدهم، هنري كاونديش براي اندازه گيري قدرت گرانش آزمايشي انجام داد او يك ميله چوبي دومتري كه به دوسر آن دوكره فلزي نصب شده بود انتخاب و با سيم اين ميله چوبي را آويزان كرد. با همين وسايل ساده كاونديش موفق به اندازه گيري ثابت گرانشي gravitational Constant شد. اين آزمايش زمينه اندازه گيري جرم زمين هم بود.

۶ـ آزمايش تداخل ـ نور يانگ مقام پنجم را به دست آورد.

همه تئوريهاي نيوتن درست از آب درنيامد. او مي گفت نور از ذرات تشكيل شده است و به صورت موج منتشر نمي شود. در سال۱۸۰۳ توماس يانگ، درصدد برآمد به اثبات برساند نحوه حركت پرتوهاي نور به صورت موج است. او در پنجره سوراخي ايجاد كرد، همه پنجره ها را به دقت با پوششي ضخيم پوشاند بعد از يك آيينه براي تغيير جهت پرتويي از نور كه از طريق اين سوراخ وارد مي شد، استفاده كرد با استفاده از يك كارت كه عرض آن يك ميليمتر بود جلوي نيمي از سوراخ را گرفت در نتيجه به توالي نوارهاي سايه و روشن مشاهده كرد، اين پديده در صورتي قابل توضيح است كه پرتوهاي نور مانند امواج در يكديگر تداخل ايجاد كنند. بعدها اين آزمايش را با دوسوراخ انجام دادند و نتيجه واضح تري به دست آمد.

۷ـ آزمايش پاندول فوكو رتبه دهم را به دست آورد.

دانشمندان سال پيش پاندولي را به قطب جنوب بردند و مهر صحت بر آزمايش زدند كه در سال۱۸۵۱ توسط ژان برنارد لئون فوكو با يك پاندول آهني ۳۰كيلوگرمي آويزان از گنبد پانتئون انجام شد. فوكو به گوي يك پاندول سوزن گرامافون وصل كرده بود و روي زمين زير گوي حلقه اي از شن هاي مرطوب قرار داد. در مقابل حيرت همه نشان داد كه با وجودي كه حركت پاندول به جلو و عقب هدايت شده بود اما پاندول حركتي دوار انجام داد. يعني در واقع كف پانتئون در حال گردش بود و يا به عبارت بهتر زمين در حال چرخيدن حول محور خود بود. در پاريس هر ۳۰ساعت پاندول در جهت عقربه هاي ساعت يك دور را كامل مي كند. در نيمكره جنوبي اين گردش در خلاف جهت عقربه هاي ساعت است. همانطور كه دانشمندان معاصر نشان داده اند در قطب جنوب دوره گردش كامل پاندول ۲۴ساعت است.

۸ـ آزمايش قطره روغن ميليكان رتبه سوم را به دست آورد.

 قرنها بود كه دانشمندان الكتريسيته را چه در مورد رعد و برق چه الكتريسته ساكن ناشي از تماس برس با موي سر مشاهده كرده بودند. در سال۱۸۹۷ تامسون فيزيكدان بريتانيايي پايه گذار اين دانش شد كه الكتريسيته از ذراتي به نام الكترون كه بار منفي دارند تشكيل شده است. رابرت ميليكان آمريكايي در سال۱۹۰۹ موفق به اندازه گيري بار منفي در الكترونها شد. براي اين كار از چندوسيله ساده استفاده كرد. با استفاده از افشانه هايي كه ادكلن را به صورت افشانه درمي آورند روغن را در يك محفظه شفافي افشاند كه دوطرف آن به دوسر يك باطري متصل بودند. به اين ترتيب يك سر محفظه مثبت و سرديگر آن منفي بود.
زماني كه نيروي گرانش با نيروي جاذبه الكتريكي كه قطرات روغن باردار را به سمت خود مي كشيد برابر مي شد قطره در ميان آسمان و زمين معلق مي ماند. در واقع در حالت عادي اين قطره به خاطر نيروي گرانش بايدپايين مي افتاد اما در اثر نيروي جاذبه الكتريكي در حال حركت به سمت قطب مخالف بود چون دونيرو برابر شدند اين قطره روغن از حركت بازايستاد. با همين وسايل ساده ميليكان موفق به اندازه گيري بار الكتريكي يك الكترون شد.

۹ـ آزمايش كشف هسته توسط رادرفورد مقام نهم را كسب كرد.

در سال۱۹۱۱ را در فورد و همكارانش با بمباران يك لايه بسيار نازك طلا با ذراتي به نام آلفا متوجه اين حقيقت شدند كه درصدي از اين ذرات منحرف و درصدي درست در جهت مقابل بازمي گردند به اين ترتيب رادرفورد موفق شد مدل قديمي آرايش هسته و الكترون را كه به «مدل كيك آلو» معروف بود به چالش بكشاند.

10ـ آزمايش ماكس پلانك و تئوري كوانتوم رتبه اول را كسب كرد.

 در مورد نور نه حق به جانب نيوتن بود ونه يانگ نه مي توان نور را فقط ذرات فوتون دانست و نه امواج. در اوايل قرن بيستم ماكس پلانك و بعد آلبرت انيشتين نشان دادند كه نور به صورت بسته هاي بسيار كوچكي منتشر و جذب مي شود كه به آن فوتون مي گويند. در عين حال آزمايشهاي ديگر هم موجي بودن حركت نور را به اثبات مي رسانند.
براي اثبات در اينجا به جاي آزمايش از سوراخ يانگ و پرتوهاي نور از پرتوهاي الكترون استفاده ميشود. ذرات، براساس قوانين كوانتومي، پديده اي شبيه به نور در آزمايش تداخل يانگ از خود برجاي مي گذارند اگرچه اين آزمايش در سال۱۹۶۱ توسط كلاوس جانسون از توبينگن انجام شد اما در اين سالها ديگر يافته هاي دانش به قدري زياد و گسترده شده بود كه ديگر نمي توانست نامهايي ابدي مثل نيوتن و انيشتين در اذهان مردم دنيا بيافريند.

فيزيك شتابدهنده

دستيابي به انرژي بالا يكي از آرزوهاي فيزيكدانان ، شيميدانان ، دانشمندان طب و ... و حتي با وجود امكان دست رسي به انرژي بالا هنوز هم تلاشها براي فراهم آوردن انرژيها بالاتر ادامه دارد زيرا انرژي بالا در شناخت و بررسي جهان ريز (مثل سيستمهاي اتمي) و جهان بزرگ (مثل كهكشانها) و در كشف پديده‌هاي موجود در اين جهانها با ايجاد تسهيلات فراوان موثر واقع مي شود. آيا در تشخيص فرد خاصي در انبوه جمعيت ، مثلا دانش آموزان يك دبستان ، از راه دور به زحمت افتاده ايد؟

فيزيك شتابدهنده

دستيابي به انرژي بالا يكي از آرزوهاي فيزيكدانان ، شيميدانان ، دانشمندان طب و ... و حتي با وجود امكان دست رسي به انرژي بالا هنوز هم تلاشها براي فراهم آوردن انرژيها بالاتر ادامه دارد زيرا انرژي بالا در شناخت و بررسي جهان ريز (مثل سيستمهاي اتمي) و جهان بزرگ (مثل كهكشانها) و در كشف پديده‌هاي موجود در اين جهانها با ايجاد تسهيلات فراوان موثر واقع مي شود. آيا در تشخيص فرد خاصي در انبوه جمعيت ، مثلا دانش آموزان يك دبستان ، از راه دور به زحمت افتاده ايد؟

براي اين تشخيص يا به داخل جمعيت مي رود يا در محل ايستادن خودتان از يك دوربين كمك مي گيرد. انرژي بالا نيز با وضع مشابهي به فيزيكدان يا شيميدان در كشف پديده‌هاي جديد كمك مي دهد. شتابدهنده‌ها دستگاههايي هستند كه از طريق شتاب دادن ذرات در ميدانهاي الكتريكي يا مغناطيسي به منظور دادن انرژي بالا به آنها بكار مي روند. اين ماشينها در كشف ذرات ريز اتمي فيزيكدانان و در تجزيه ساختار تركيبات شيميدانان را ياري رسانده و دانشمندان طب را براي مبارزه با بيماريها مسلح مي كند.

مكانيزمهاي شتاب دادن ذرات

سازنده‌هاي شتابدهنده به طرق گوناگوني موفق به شتاب دادن ذرات باردار شده اند. برخي از آنان از طريق اعمال ولتاژ مستقيم بين دو ترمينال براي شتاب ذرات باردار به سمت هدف استفاده كرده اند و برخي ديگر از طريق حمل بار با ابزار مكانيكي مثل تسمه و قرقره به محفظه‌اي كه شامل منبع يونهاي با بار هم‌نوع بار حمل شده به اين محفظه است، به شتاب ذرات باردار پرداخته اند. بعضي توانسته اند از طريق شتاب دادن كوچك متوالي ذرات باردار به انرژي بالا دست يابند.

وجود نواقصي در روشهاي مذكور سازنده‌ها را به استفاده از روشهاي پيشرفته براي شتاب ذرات واداشته است «شتابدهنده پيشرفته). يكي از اين روشها شتاب دادن ذرات باردار روي مسير مارپيچي دايروي به كمك ميدانهاي مغناطيسي بوده كه خود اين روش نيز در طي تكامل خود روش بهتري را سبب شده است مثلا در مسير مارپيچ دايروي براي رسيدن به ذرات با انرژي خيلي بالا لازم است كه طول اين مسير را طولاني كنند ولي استفاده از تغيير اندازه ميدان مغناطيسي و تغيير فركانس توانسته‌اند به جاي مسير مارپيچ دايروي ، ذرات باردار روي دايره‌هاي هم مركز شتاب بزرگي بدهند. علاوه براين‌ها با استفاده از مغناطيس‌هاي فوق هادي به جاي مغناطيس‌هاي معمولي قدم ديگري برداشته و در صدد ساختن شتاب دهنده‌هاي عظيم و كامل نهاده اند.

اجزاي شتابدهنده‌ها

شتاب دهنده‌ها از چهار جز درست شده اند. جز اول چشمه ذرات است كه ذرات باردار الكتريكي توليد مي كند، چرا كه بسياري از دستگاههاي شتابدهنده از ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي براي شتاب دادن استفاده مي كنند. چشمه‌ها ممكن است يون‌هاي منفي ، الكترونها ، يا يون‌هاي مشابه توليد كنند. از بين يونهاي مثبت مخصوصا پروتون‌ها و ذرات آلفا متداول مي باشد. يونها پس از توليد شدن بايد به داخل سيستم تزريق شوند. گاهي اين كار فرآيند ساده اي است كه در آن يون‌ها بوسيله الكترواستاتيك‌هاي ساده به داخل لوله شتابدهنده جذب مي شوند. در حالتهاي ديگر تزريق كننده خود يك شتابدهنده‌اي است كه شتاب دهنده بزرگتري را تغذيه مي كند. طريق شتاب دادن از دستگاهي به دستگاه ديگر متفاوت است. ولي همه آنها بر اساس ميدان‌هاي الكترومغناطيسي براي بوجود آوردن شتاب استوار هستند. در نهايت ذرات پايدار از ماشين شتابدهنده خارج شده و به سوي هدف هدايت شوند.

انواع شتابدهنده‌ها

شتاب دهنده‌ها از نظر اندازه و طرح بسيار متنوع هستند، از يك مولد نوترون كاك كرافت والتن گرفته كه بوسيله يك فرد قابل حمل است تا شتابدهنده SSL كه محيط دايره آن در حدود 54 مايل مي باشد.

شتابدهنده‌هاي كاك كرافت والتن

اين شتاب دهنده از ولتاژ مستقيم اعمال شده بين دو ترمينال براي شتاب دادن ذرات به سمت يك هدف استفاده مي كند. اين نوع شتابدهنده‌ها اكثرا بعنوان تزريق كننده براي سيستم‌هاي بزرگتر شتابدهنده بكار مي‌روند.

شتابدهنده وان دوگراف

در اين نوع شتاب دهنده تسمه اي از جنس يك ماده غير هادي بر روي دو قرقره قرار داده شده و قرقره ها بطور پيوسته چرخانده مي شوند. در كي انتها ، يك منبع ولتاژ ، بار مثبت را به روي تسمه مي پاشد. ذرات باردار مثبت ، بوسيله تسمه به قرقره كه در داخل يك گنبد فلزي ميان تهي قرار دارد، حمل مي شوند. بارهاي مثبت بوسيله نشانه اي متصل به گنبد از تسمه جدا شده و بر روي سطح كره توزيع مي گردند.

در داخل كره ميان تهي با بار مثبت يك منبع يوني وجود دارد كه مي تواند يونهاي مثبت توليد كند. بارهاي مثبت همديگر را دفع مي كنند. يونهاي مثبت دفع شده در يك لوله شتابدهنده تا پتانسيل زمينه به سمت پاين شتاب داده شود. هدف در انتهاي اين لوله باريكه قرار دارد. شتاب دهنده‌هاي وان دوگراف در كاربردهاي تجزيه اي جهت تجزيه بطريق فعال‌ سازي با ذره باردار ، نشر اشعه ايكس حاصله از ذره ، تجزيه بطريق فعالسازي با نوترون سريع و اسپكترومتري پراكندگي برگشتي رادرفورد بكار مي روند.

شتابدهنده‌هاي خطي

اولين شتاب دهنده از اين نوع شتابدهنده ليناك بوده كه هدف اصلي آن دادن شتاب‌هاي كوچك زياد به ذرات ، به جاي يك شتاب بزرگ است. در اين شتابدهنده ذرات از ميان يك سري از لوله‌هاي ميان تهي كه بر روي يك خط مستقيم ترتيب يافته اند شتاب داده مي شوند. يونهاي حاصله از چشمه در اولين لوله كه داراي بار مخالف است، جذب مي شوند. با رسيدن ذره به انتهاي لوله با تغيير علامت ولتاژ لوله ، ذره از اين لوله دفع شده و در لوله بعدي جذب مي گردد. تازماني كه ذرات انرژي دارند اين عمل ادامه پيدا مي كند. با عبور ذره از ميان هر لوله افزايش مي يابد. اين نوع شتابدهنده در فرآيندهاي تشعشعي صنعتي ، در تحقيقات فيزيك و براي درمان طبي تشعشعي استفاده مي شود.

سيكلوترون‌ها

در اين نوع شتابدهنده ذره به جاي اينكه روي مسير مستقيمي شتاب داده شود در يك مدار مارپيچي نيم دايره اي شتاب داده مي شود. سيكلوترون داراي يك چشمه يوني است كه بين دو صفحه نيم دايره ميان تهي قرار گرفته است. به اين صفحه ها «دي» گفته مي شود. ذرات بر اثر اعمال يك ميدان مغناطيسي در مسيري دايروي حركت مي كند و با عوض شدن علامت ولتاژ صفحه‌ها ذرات نسبت به مرحله قبلي در مسيري با شعاع بزرگتر قرار مي گيرند و انرژي بيشتري پيدا مي كنند.

سرانجام شعاع مسير مارپيچي ذرات كه بايد سيكلوترون آن را در حركت بعدي خود نگه دارد بسيار بزرگ شده و ذرات بصورت الكتريكي از داخل سيكلوترون به طرف هدف منحرف مي شود. سيكلوترونهاي ساده در حال حاضر بعنوان تزريق كننده براي سيستم‌هاي شتابدهنده بزرگتر بكار مي روند. همچنين از اين شتابدهنده‌ها در مقاصد پزشكي استفاده مي‌شود.

سنيكروترون‌ها

در اين نوع شتابدهنده‌ها از طريق تغيير ميدان مغناطيسي و فركانس امكان حركت ذرات در مدارها با شعاع ثابت به جاي مواد مارپيچي سيكلوترون فراهم مي شود. در اين شتابدهنده‌ها به جاي «دي» ها تنها يك لوله بسته انحنادار وجود دارد كه حاوي ذرات است. مغناطيس‌هاي به شكل C در تناوبهاي طول لوله جايگزين شده اند. ذرات بوسيله يك شتابدهنده كوچكتر به داخل حلقه تزريق شده و در داخل لوله بوسيله مغناطيس‌ها نگهداري مي شوند. شتاب ذرات بوسيله حفره‌هاي شتاب دهنده انجام مي گيرد. اين شتابدهنده براي شتاب الكترون‌ها و يون‌هاي مثبت بكار مي روند.

ديفرانسيل در اكثر اتومبيل‌ها آخرين مرحله‌اي است كه قدرت قبل از چرخاندن چرخها از آن مي‌گذرد. (ترجمه از کاوه مینایی)

در اين مقاله ديفرانسيل‌ها را توضيح خواهيم داد. ديفرانسيل در اكثر اتومبيل‌ها آخرين مرحله‌اي است كه قدرت قبل از چرخاندن چرخها از آن مي‌گذرد.

ديفرانسيل سه كار را انجام مي‌دهد:

1. فرستادن قدرت موتور به چرخها

2. عملكرد به عنوان آخرين مرحله كاهش دنده در خودرو

3. انتقال قدرت به چرخها در حاليكه چرخها با سرعتهاي متفاوت گردش مي‌كنند.(اسم ديفرانسيل برگرفته از اين وظيفه آن است)

در اين مقاله، خواهيد آموخت كه چرا ماشين شما به ديفرانسيل نياز دارد، ديفرانسيل آن چگونه كار مي‌كند و نواقص آن چيست. همچنين به انواع پزيتركشن‌ها (positractions) كه به عنوان ديفرانسيل‌هاي لغزش محدود شناخته مي‌شوند، نگاهي خواهيم داشت.

چرا اتومبيل به ديفرانسيل نياز دارد

چرخهاي اتومبيل با سرعت‌هاي متفاوت مي‌چرخند. به ويژه هنگام پيچيدن اتومبيل. با استفاده از انيميشن زير مي‌توانيد دريابيد كه هنگام پيچيدن اتومبيل چرخها فواصل متفاوتي را طي مي‌كنند. چرخ داخلي نسبت به چرخ خارجي مسافت كمتري را طي مي‌كند. از آنجايي كه سرعت برابر است با جابجايي تقسيم بر زمان جابجايي، چرخي كه مسافت كمتري را طي مي‌كند سرعتش هم كمتر است. توجه كنيد كه چرخهاي جلو هم نسبت به چرخهاي عقب مسير متفاوتي را طي مي‌كنند.

براي چرخهايي كه پيشران نيستند و نيروي موتور به آنها منتقل نمي‌شود مشكلي پيش نمي‌آيد. مانند چرخهاي جلو در يك اتومبيل كه چرخهاي عقب پيشران هستند و يا چرخهاي عقب در اتومبيلي كه چرخهاي جلو پيشران هستند. اما چرخهاي پيشران به هم متصل‌اند بطوريكه يك موتور واحد و يك سيستم انتقال قدرت واحد آنها را به گردش درمي‌آورد. اگر ماشين شما ديفرانسيل نداشته باشد، چرخها به همديگر قفل خواهند شد پس مي‌بايست هميشه با سرعت‌هاي برابر گردش كنند. با اين شرايط پيچيدن اتومبيل با مشكل مواجه مي‌شود و يكي از چرخها بايد روي زمين بلغزد. با وجود چرخهاي مدرن امروزي و خيابان‌هاي بتني، نيروي زيادي براي لغزاندن يك چرخ لازم است و اين نيرو بايد از طريق محور چرخها از يك چرخ به چرخ ديگر منتقل شود كه اين كار كشش زيادي را بر محور چرخها وارد خواهد كرد.

ديفرانسيل چيست؟  

ديفرانسيل وسيله‌اي است كه گشتاور انتقالي از موتور را دو قسمت مي‌كند تا هر قسمت جداگانه چرخي را به گردش درآورد.

ديفرانسيل روي تمام اتومبيل‌ها و كاميون‌هاي جديد يافت مي‌شود . همچنين روي بسياري از اتومبيل‌هايي كه قدرت به چهار چرخ منتقل مي‌شود. در اتومبيل‌هايي كه نيرو بطور مداوم به چهار چرخ منتقل مي‌شود، بين هر دو چرخ به يك ديفرانسيل نياز است و همچنين بايد يك ديفرانسيل بين چرخهاي عقب و جلو وجود داشته باشد. چرا كه چرخهاي جلو ضمن پيچيدن اتومبيل مسير متفاوتي را نسبت به چرخهاي عقب طي مي‌كنند.

در اتومبيل‌هايي كه مي‌توان نيرو را به  يكي از محورها به دلخواه منتقل و يا قطع كرد به ديفرانسيل بين چرخهاي عقب و جلو نيازي نيست. در عوض هنگام استفاده از هر دو محور براي انتقال قدرت چرخهاي عقب و جلو به هم قفل مي‌شوند. بنابراين چرخهاي عقب و جلو بايد با سرعت‌هاي متوسط برابر طي مسير كنند.

ديفرانسيل باز ( open differential ):   

مطلب را با ساده‌ترين نوع ديفرانسيل يعني ديفرانسيل باز آغاز مي‌كنيم. در آغاز لازم است بعضي از لغات و اصطلاحات مربوطه را توضيح دهيم. تصوير زير قسمتهاي مختلف يك ديفرانسيل باز را نشان مي‌دهد.

وقتي كه اتومبيل روي جاده در خط مستقيم حركت مي‌كند، چرخها با سرعت‌هاي برابر مي‌چرخند. پينين ورودي چرخدنده حلقه‌اي و محفظه جدا كننده را مي‌چرخاند. در اين شرايط هيچ كدام از چرخدنده‌هاي داخل محفظه نمي‌چرخند و دو چرخدنده پهلويي به محفظه قفل شده‌اند.

توجه داشته باشيد كه پينين ورودي نسبت به چرخدنده حلقه‌اي كوچكتر است. اين آخرين مرحله كاهش دنده در اتومبيل است. اصطلاحات "نسبت محور عقب" يا "آخرين نسبت رانندگي" را شنيده‌ايد اين اصطلاحات به نسبت كاهش دنده در ديفرانسيل اشاره دارند.اگر نسبت محور عقب4.10 باشد نسبت تعداد دندانه های چرخدنده حلقه ای به پینیون ورودی 4.10 خواهد بود. براي اطلاعات بيشتر در مورد نسبت دنده‌ها مقاله "چرخدنده‌ها چگونه كار مي‌كنند" را مطالعه كنيد.

وقتي كه اتومبيل مي‌پيچد چرخها بايد با سرعت‌هاي متفاوت بچرخند:

در تصوير بالا ديده مي‌شود كه چرخدنده‌هاي داخل محفظه همزمان با شروع به پيچيدن اتومبيل شروع به گردش مي‌كنند با اين كار اين امكان براي چرخها فراهم مي‌شود كه با سرعت‌هاي متفاوت بچرخند. چرخ داخلي نسبت به محفظه با سرعت كمتري مي‌چرخد در حالي كه چرخ بيروني نسبت به محفظه سريعتر مي‌چرخد.

ديفرانسيل باز _ حركت مستقيم الخط

ديفرانسيل باز _ پيچيدن اتومبيل

ديفرانسيل‌ها و اصطكاك: 

ديفرانسيل باز همواره گشتاورهاي برابري را به هركدام از چرخها منتقل مي‌كند. دو عامل تعيين كننده بر مقدار گشتاور اعمالي به چرخها وجود دارد: تجهيزات و اصطكاك. در محيط هاي خشك كه به مقدار كافي اصطكاك وجود دارد، مقدار گشتاور اعمالي به چرخها به وسيله موتور و چرخدنده‌ها محدود مي‌شود. در محيط‌هايي كه اصطكاك كم است مانند رانندگي برروي يخ گشتاور اعمالي به بيشترين مقدار گشتاوري كه از لغزيدن چرخ در اين شرايط جلوگيري كند محدود است. بنابراين اگرچه موتور ماشين قابليت توليد توان بيشتري را دارد اما بايد اصطكاك كافي براي انتقال آن به زمين موجود باشد. اگر بعد از اينكه چرخها شروع به لغزيدن كردند بيشتر گاز بدهيد فقط چرخها با سرعت بيشتري مي‌چرخند.

 حركت روي لايه نازك يخ

اگر تا به حال برروي يخ رانندگي كرده باشيد، شايد حقه‌اي را كه به وسيله آن شتاب گيري آسان‌تر است فهميده باشيد. اگر به جاي دنده يك با دنده دو و يا حتي دنده سه شروع به حركت كنيد به دليل عملكرد چرخدنده‌ها در سيستم انتقال قدرت گشتاور كمتري به چرخها منتقل مي‌شود و اين امر امكان حركت و شتاب گيري بدون لغزش چرخها را فراهم مي‌آورد.

حال اگر يكي از چرخها به اندازه كافي اصطكاك داشته باشد اما چرخ ديگر روي يخ باشد چه روي خواهد داد؟ اين جايي است كه مشكل ديفرانسيل باز، خود نمايي مي‌كند.

به خاطر بياوريد كه ديفرانسيل باز گشتاور برابري را به هركدام از چرخها منتقل مي‌كند و حداكثر مقدار گشتاور محدود به بيشترين مقداري است كه چرخها نلغزند. گشتاور بالايي براي لغزيدن چرخ روي يخ لازم نيست؛ با اين شرايط چرخ با اصطكاك مناسب همان مقدار گشتاور كم را كه به چرخ ديگر منتقل مي‌شود دريافت خواهد كرد كه براي به حركت درآمدن آن كافي نيست پس ماشين شما حركت نخواهد كرد.

جدا شدن چرخها از زمين

يكي ديگر از مشكلات ديفرانسيل باز زماني بروز مي‌كند كه چرخهاي اتومبيل از جاده جدا شوند. اگر شما يك كاميون كه قدرت به چهار چرخ اعمال مي‌شود يا يك  داشته باشيد كه هم محور عقب و هم محور جلو ديفرانسيل باز داشته باشند. به ياد بياوريد همانطور كه قبال گفته شد ، ديفرانسيل آزاد همواره گشتاورهاي برابري را به چرخها منتقل مي‌كند. اگر يكي از چرخهاي عقب و يكي از چرخهاي جلو از زمين جداشوند، اين چرخها فقط در هوا به دور خود مي‌چرخند، پس قادر به حركت نخواهيد بود.

راه حل اين مشكل ديفرانسيل لغزش محدود است كه به آن پزيتركشن (positraction) نيز مي‌گويند. ديفرانسيل لغزش محدود از مكانيزم‌هاي گوناگوني براي انجام عمل ديفرانسيل هنگام پيچيدن اتومبيل استفاده مي‌كند. وقتي كه يكي از چرخها ليز مي‌خورد اين ديفرانسيل اين امكان را فراهم مي‌كند كه گشتاور بيشتري به چرخي كه نمي‌لغزد منتقل شود.

در قسمتهاي بعدي بعضي از انواع ديفرانسيل لغزش محدود را تشريح خواهيم كرد. كه شامل نوع كلاچي LSD ، كوپلينگ چسبناك، ديفرانسيل قفل شدني و تورسن (torsen) است.

ديفرانسيل لغزش محدود نوع كلاچي: 

شاید معمولترین نوع دیفرانسیل لغزش محدود نوع کلاچی LSD باشد.

اين نوع ديفرانسيل همه اجزاي ديفرانسيل آزاد را دارد. اما مازاد بر آنها يك دسته فنر و يك سري كلاچ را دارا مي‌باشد. بعضي از آنها يك كلاچ مخروطي را هم دارند درست مانند هماهنگ كننده در سيستم انتقال قدرت دستي.

فنر چرخدنده های کناری را که به محفظه متصلند به کلاچ ها می فشارد، وقتی که چرخها با سرعتهای برابر حرکت می کنند هر دو چرخدنده کناری همراه با محفظه می چرخند و به کلاچها نیازی نیست. تنها وقتی که عاملی باعث شود که یکی از چرخها نسبت به دیگری با سرعت بیشتر بچرخد به کلاچها نیاز است و آنها وارد عمل می شوند. مانند زمانی که اتومبیل می پیچد کلاچها چرخها را وادار می کنند که با سرعت های برابر بچرخند. اگر یکی از چرخها بخواهد که سریعتر بچرخد باید ابتدا بر کلاچها غلبه کند. سختی فنرهایی که با اصطکاک کلاچها همراهند تعیین کننده مقدار گشتاوری است که برای غلبه بر کلاچها لازم است.

اگر به موقعیتی که یکی از چرخها روی یخ است و دیگری اصطکاک کافی برای حرکت دارد برگردیم: با دیفرانسیل لغزش محدود ، گرچه چرخی که روی یخ است قادر نیست که گشتاور زیادی را به زمین منتقل کند، چرخ دیگر همجنان گشتاور مورد نیاز برای حرکت را دریافت خواهد کرد. گشتاور انتقالی به آن برابر با مقدار گشتاور مورد نیاز برای غلبه بر کلاچها است. نتیجه آن است که شما قادر به حرکت خواهید بود، هرچند که از تمام قدرت اتومبیلتان استفاده نمی کنید.

كوپلينگ چسبناك: 

كوپلينگ چسبناك غالباً در خودروهايي كه قدرت به تمام چرخها منتقل مي‌شود به كار مي‌رود و معمولا در قسمت مياني بين محور عقب و محور جلو به كار مي‌رود تا اگر چرخهاي عقب و يا جلو شروع به لغزش كرد گشتاور را به چرخهاي ديگر منتقل كند.

همانطور كه در تصوير زير ديده مي‌شود اين نوع ديفرانسيل شامل دو دسته صفحه است كه درون محفظه‌اي كه پر از مايع غليظي است محكم قرار گرفته‌اند. هر دسته از صفحات به يكي از شفت‌هاي خروجي متصل است. در شرايط عادي هر دو دسته صفحه و مايع غليظ با سرعت‌هاي برابر مي‌چرخند، اما زماني كه يك دسته از چرخها ( جلو يا عقب) با سرعت بيشتري چرخيد (شايد به خاطر ليز خوردن آن) دسته صفحه متصل به آن هم نسبت به دسته صفحه ديگر با سرعت بيشتري مي‌چرخد، مايع غليز كه بين صفحات گير كرده است مي‌خواهد كه با سرعت صفحاتي كه سرعتشان بيشتر است بچرخد و صفحه‌هايي را كه با سرعت كمتري مي‌چرخند با خود مي‌چرخاند. با اين شرايط گشتاور بيشتري به چرخهايي كه نمي‌لغزند و آرامتر مي‌چرخند منتقل مي‌شود.

وقتي كه اتومبيلي مي‌پيچد اختلاف سرعت بين چرخها به اندازه زماني نيست كه يكي از چرخها ليز بخورد. با چرخش سريعتر صفحات نسبت به همديگر گشتاور بيشتري هم از طريق مايع غليظ منتقل مي‌شود. از آنجايي كه گشتاوري كه هنگام پيچيدن اتومبيل بايد منتقل شود بسيار كوچك است اين ديفرانسيل مؤثر نخواهد بود. اين مطلب يكي از معايب اين نوع ديفرانسيل را نشان مي‌دهد كه : درست هنگام شروع به لغزش يك چرخ هيچ گشتاوري منتقل نمي‌شود.

براي درك هرچه بهتر رفتار كوپلينگ چسبناك از يك آزمايش ساده با يك تخم مرغ كمك مي‌گيريم. اگر تخم مرغ را روي ميز آشپزخانه قرار دهيد، هم پوسته و هم زرده تخم مرغ ثابتند. اگر به طور ناگهاني تخم مرغ را بچرخانيد ، براي مدت كمي پوسته نسبت به زرده با سرعت بيشتري حركت خواهد كرد، اما زرده خيلي زود با پوسته هم سرعت خواهد شد. براي اثبات اينكه آيا زرده هم مي‌چرخد، بعد از اينكه تخم مرغ به چرخش درآمد به سرعت آن را متوقف كرده و سپس آن را رها كنيد. خواهيد ديد كه تخم مرغ دوباره شروع به حركت خواهد كرد (البته تخم مرغ بايد نپخته باشد). در اين آزمايش ما از نيروي اصطكاك بين پوسته و زرده براي به حركت درآوردن و سرعت گرفتن زرده استفاده كرديم. وقتي كه تخم مرغ را متوقف كرديم اصطكاك _ بين پوسته و زرده كه هنوز مي‌چرخد _ به پوسته نيرو وارد مي‌كند و آن را وادار به حركت مي‌كند. در يك كوپلينگ چسبناك نيرو بين صفحات نيرو بين صفحات و مايع غليظ درست مانند پوسته و زرده تخم مرغ منتقل مي‌شود.

ديفرانسيل قفل شدني و تورسن (torsen): 

ديفرانسيل قفل شدني براي خودروها در مسيرهاي جاده خاكي مناسب است. اين نوع ديفرانسيل اجزايي درست مانند ديفرانسيل باز دارد. به علاوه يك مكانيزم پنوماتيكي يا هيدروليكي الكتريكي به منظور قفل شدن دو جرخدنده خروجي به همديگر.

معمولا اين مكانيزم به وسيله يك سويچ فعال مي‌شود، هنگاميكه فعال شد، هر دو چرخ با سرعت‌هاي برابري خواهند چرخيد. اگر يكي از چرخها از زمين جدا شد، به حال چرخ ديگر فرقي نخواهد كرد. درست همانند زماني كه دو چرخ روي زمين هستند با سرعت‌هاي برابر خواهند چرخيد.

ديفرانسيل تورسن يك وسيله كاملا مكانيكي است و از هيچ گونه سيستم الكترونيكي يا كلاچي و يا مايع غليظ استفاده نمي‌كند.

كلمه تورسن (torsen)  برگرفته از Torque Sensing   ( حساسيت به گشتاور) است. زماني كه گشتاورهاي انتقالي به هر دو چرخ برابرند درست مانند ديفرانسيل باز كار مي‌كند. به محض اينكه اصطكاك يكي از چرخها كم شد، اختلاف در گشتاور باعث مي‌شود كه در ديفرانسيل تورسن چرخدنده‌ها به همديگر مقيد شوند. در اين نوع ديفرانسيل طراحي چرخدنده‌ها نسبت تغيير گشتاور را تعيين مي‌كند. به عنوان مثال، اگر يك ديفرانسيل تورسن با نسبت 5:1 طراحي شده باشد، اين ديفرانسيل قادر خواهد بود كه گشتاور تا پنج برابر را به چرخي كه اصطكاك كافي دارد منتقل كند.

اين وسيله معمولا در خودروهاي كلاس بالايي كه قدرت به تمام چرخها منتقل مي‌شود. مانند سيستم كوپلينگ چسبناك، بيشتر براي انتقال قدرت بين چرخهاي عقب و جلو به كار مي‌رود. در اين كاربرد، سيستم تورسن بر سيستم كوپلينگ چسبناك برتري دارد. زيرا اين سيستم به چرخهاي ثابتي كه شروع به لغزش مي‌كند گشتاور وارد مي‌كند.

اگر يكي از چرخها كاملا از زمين جدا شود، ديفرانسيل تورسن قادر نخواهد بود هيچ گشتاوري را به چرخ ديگر منتقل كند. نسبت تمايل به تغير گشتاور مقدار گشتاور انتقالي را تعيين خواهد كرد، و پنج برابر صفر همان صفر خواهد بود.

بر گرفته از سایت www.parsikhodro..com

  هنگامی که مردم در مورد کارایی اتومبیل فکر می کنند، معمولاً کلماتی نظیر: اسب بخار، گشتاور و شتاب صفر تا صد به ذهن شان خطور می کند. ولی اگر راننده نتواند خودرو را کنترل کند، همه قدرتی که توسط موتور ایجاد می گردد، بدون استفاده است.

سیستم های تعلیق خودرو چگونه کار می کنند؟ 

هنگامی که مردم در مورد کارایی اتومبیل فکر می کنند، معمولاً کلماتی نظیر: اسب بخار، گشتاور و شتاب صفر تا صد به ذهن شان خطور می کند. ولی اگر راننده نتواند خودرو را کنترل کند، همه قدرتی که توسط موتور ایجاد می گردد، بدون استفاده است. به همین دلیل، مهندسین خودرو تقریباً از هنگامی که به فناوری موتورهای احتراق داخلی چهار زمانه دست پیدا کردند، توجهشان به سیستم تعلیق معطوف گردید.

 کار تعلیق خودرو، در به حداکثر رسانیدن اصطکاک بین لاستیک و سطح جاده، برای فراهم آوردن هدایت پایدار، دست فرمان خوب و اطمینان از اینکه سرنشینان در راحتی به سر می برند، خلاصه می شود. در این مقاله ما به کاوش چگونگی کارکرد سیستم تعلیق می پردازیم، و اینکه در طول سال ها چگونه متحول شده، و اینکه طراحی سیستم های تعلیق در آینده به کدام جهت سوق پیدا می کند.

اگر جاده ها کاملاً صاف بودند و بدون هیچ دست اندازی، ما نیازی به سیستم تعلیق نداشتیم. ولی جاده ها از صاف بودن فاصله زیادی دارند. حتی جاده هایی هم که به تازگی آسفالت شده اند، دارای ناصافی هایی جزئی هستند که می توانند بر چرخ های خودرو تاثیر بگذارند. این ناصافی ها  بر چرخ ها نیرو وارد می کنند و طبق قوانین حرکت نیوتن، همه نیروها جهت و اندازه دارند. یک دست انداز باعث می شود تا چرخ به صورت عمودی بر سطح جاده بالا و پایین برود. البته نیرو به بزرگی و کوچکی دست انداز بستگی دارد. در عین حال، چرخ خودرو هنگامی که از نا هم سطحی عبور می کند، یک شتاب عمودی را نیز به دست می آورد.

 بدون یک نظام مداخله کننده، همه انرژی عمودی چرخ، به شاسی که در همان جهت در حال حرکت است انتقال می یابد. در چنین شرایطی، ممکن است که چرخ ها به طور کامل ازجاده جدا شده و سپس، تحت نیروی جاذبه، مجدداً با سطح جاده برخورد کنند. چیزی که شما نیاز دارید، سیستمی است که انرژی چرخ را (که دارای شتاب عمودی است) در حال عبور از دست انداز، جذب کرده و به شاسی و بدنه اجازه دهد تا به راحتی حرکت کنند.

مطالعه نیروهای موجود در یک خودروی متحرک را دینامیک خودرو می نامند، و برای درک بهتر ضرورت وجود یک سیستم تعلیق، در وحله اول، نیاز به دانستن بعضی مفاهیم می باشد. اکثر مهندسان اتومبیل، دینامیک خودروی متحرک را از دو دیدگاه بررسی می کنند:

●      سواری – توانایی خودرو برای به نرمی عبور کردن از یک جاده پر دست انداز.

●     دست فرمان – امنیت خودرو در شتاب، ترمز و در پیچ ها و دورها.

این دو خصیصه را می توان به صورت عمیق تری در سه بخش مهم توضیح داد – ایزولاسیون جاده، نگهدارندگی جاده و پیچ. جدول زیر این اجزاء را توضیح داده و به این می پردازد که مهندسان چگونه سعی بر حل این مشکلات، به صورت جداگانه و بسته به نوع خودشان دارند:

سیستم تعلیق یک خودرو، با تمام قطعات مختلفش، زمینه تمامی این راه حل ها را فراهم می آورد. بگذارید به قسمت هایی از یک سیستم تعلیق استاندارد نگاهی بیندازیم. کار را از شاسی شروع کرده و به ترتیب پایین می رویم و به اجزای مشخصی که سیستم تعلیق را تشکیل می دهند، می پردازیم.

 شاسی:

سیستم تعلیق یک خودرو در حقیقت بخشی از شاسی است که شامل تمام سیستم های مهمی که در زیر بدنه قرار دارند، می شود.

 این سیستم ها شامل بخش های زیر می شوند:

●   شاسی(فریم)- قطعه ساختاری و حامل بار که بدنه موتوردار خودرو را حمل می کند، پس در نتیجه توسط            سیستم تعلیق پشتیبانی می شود.

●   سیستم تعلیق – تشکیلاتی که وزن را تحمل می کند، شوک و فشار را جذب کرده و کاهش می دهد و تماس     لاستیک را کنترل می کند.

●   سیستم هدایت – مکانیزمی که راننده را قادر می سازد تا وسیله را هدایت کرده و جهت بدهد.

●  چرخ ها و لاستیک ها – اجزایی که حرکت خودرو را، با درگیری (اصطکاک) با سطح جاده، میسر می سازند. 

پس تعلیق، یکی از سیستم های اصلی در خودرو می باشد.

با مرور این شمای کلی در ذهن، نوبت پرداخت به سه قطعه بنیادین هر سیستم تعلیق می رسد: فنرها، کمک فنرها و میل موج گیر.

فنرها:

سیستم فنرهای امروزی بر پایه ی یک طرح از چهار طرح کلی می باشند:

● فنرهای پیچشی – رایج ترین نوع فنر بوده و در اصل یک میله فلزی سخت و محکم می باشد که حول یک محورپیچیده است. فنر پیچی ها باز و بسته می شوند تا جا به جایی چرخ ها را جذاب کنند.

● فنرهای تخت – این نوع  از فنر از لایه های مختلف فلزی تشکیل شده که به یکدیگر متصل می شوند تا به عنوان یک واحد عمل کنند.  فنرهای تخت، اول بار در کالسکه های اسب کش استفاده شدند و تا سال 1985 بر روی اکثر اتومبیل های آمریکایی به کار گرفته می شدند. امروزه نیز هنوز بر روی اکثر کامیون ها و خودروهای سنگین استفاده می شوند.

● میله های پیچشی – میله های پیچشی از خواص پیچش یک میله استیل استفاده می کند تا کارایی همانند فنر پیچشی را ایجاد کند. طریقه کارش به این صورت می باشد که یک سر میله به بدنه خودرو قلاب و متصل شده. انتهای دیگر به یک جناغ متصل است که مانند اهرمی عمل می کند که با زاویه º 90 نسبت به میله پیچشی حرکت می کند. هنگامی که چرخ با یک دست انداز برخورد می کند، حرکت عمودی به جناغ انتقال یافته و سپس، در طی عمل هم سطح سازی، به میله پیچشی می رسد. پس از آن میله پیچشی به دور محورش می پیچد تا نیروی فنری ایجاد نماید. خودروسازان اروپایی از این سیستم به صورت گسترده ای استفاده کردند، و نیز در ایالات متحده، پاکارد و کرایسلر در طول سال های 1950 تا 1960 این کار را انجام دادند.

● فنرهای بادی – فنر بادی که شامل یک محفظه سیلندری هوا می باشد، بین چرخ و بدنه خودرو قرار گرفته، و از خواص فشرده سازی هوا استفاه می کند تا لرزش های چرخ را بگیرد. طرح آن بیش از یک قرن قدمت دارد و می توان آن را در کالسکه های اسب کش یافت. فنرهای بادی در آن دوران از کیسه های چرمی پر از هوا درست می شدند، بسیار شبیه به کیسه های سازهای بادی؛ در سال 1930 فنرهای بادی چرمی-قالبی جایگزین این کیسه ها شدند.

با توجه به محلی که فنرها در خودرو قرار دارند – که همان بین چرخ ها و بدنه می باشد – مهندسان، اغلب صحبت درباره جرم معلق و جرم نامعلق (= جرمی که در تماس با جاده می باشد) را مناسب می دانند.

 فنرها: جرم معلق و نامعلق

جرم معلق، جرم خودرو بر فنرها است، حال آنکه جرم نامعلق به صورت جداگانه، جرم بین جاده و فنرهای سیستم تعلیق تعریف می شود. خشکی فنر، بر عکس العمل جرم معلق در هنگام رانندگی تاثیر می گذارد. خودروهایی که دارای جرم معلق ضعیفی هستند، نظیر خودروهای اشرافی (مانند خودروی شهری لینکلن) می توانند دست اندازها را به راحتی هضم کرده و یک سواری فوق العاده نرم و راحت را فراهم آورند؛ هر چند، این چنین خودرویی از شیرجه و نشست، در هنگام ترمز کردن و شتاب گرفتن رنج می برد و در سر پیچ ها و دورزدن ها، تمایل بیشتری به تجربه موج یا پیچش بدنه نشان می دهد. خودروهایی که دارای فنرهای سخت می باشند، مانند خودروهای اسپرت (مثل Mazda Miata) نسبت به جاده های پر دست انداز، خشونت بیشتری نشان می دهند. ولی این نوع اتومبیل، به خوبی حرکت بدنه را به حداقل می رساند؛ واین بدان معناست که آنها قابلیت سواری به صورت دیوانه وار را دارا هستند، حتی در سر پیچ ها.

 پس در حالی که فنرها به خودی خود، قطعاتی ساده به نظر می آیند، طراحی و به کارگیری آنها بر روی یک خودرو به منظور تعادل بین راحتی سرنشین و کنترل خودرو، فرآیند پیچیده ایست. و برای پیچیده تر ساختن مسئله، همین کافی است که فنرها به تنهایی نمی توانند یک سواری کاملاً نرم را فراهم آورند. چرا؟ زیرا آنها در جذب انرژی بسیار عالی عمل می کنند، ولی در رهاسازی اش به آن خوبی نیستند. قطعات دیگری، به عنوان کمک فنر نیاز هستند تا این کار به خوبی انجام پذیرد.

ضربه گیر

تا زمانی که خودرویی فاقد یک ساختار تقلیل دهنده نیرو باشد، فنر آن، انرژی را که از یک دست انداز جذب کرده، به صورت و آهنگ کنترل نشده ای پخش کرده و رها می سازد. فنر در بسامد طبیعی خود باز و بسته می شود تا جایی که همه انرژی را که جذب کرده، از دست بدهد. تعلیقی که تنها بر اساس فنرها طراحی و ساخته شده باشد، سواری بسیار پرتحرک و بسته به نوع زمین، خودرویی غیرقابل کنترل را به وجود می آورد.

در تعریف ضربه گیر، یا کمک فنر، باید گفت "وسیله ای برای کنترل حرکات نامطلوب فنر در طی فرآیند تقلیل." کمک ها، کار تقلیل نیروی حرکات لرزشی را بر عهده دارند، بدین صورت که انرژی جنبشی (حرکت تعلیق) به انرژی گرمایی تبدیل می شود، و انرژی گرمایی نیز در سیّال روغنی (هیدرولیکی) از بین می رود. برای درک بهتر طرز کار آن، به درون یک کمک فنر نگاهی می اندازیم تا ساختار و عملکردش را بهتر ببینیم.

 کمک، اساساً یک پمپ روغن است که مابین بدنه خودرو و چرخ های آن قرار گرفته است. سر بالایی آن به بدنه (که همان وزن معلق باشد) و سر پایینی اش به اکسل، نزدیک چرخ (که همان وزن نامعلق باشد)، اتصال دارد. در یک طرح دو لوله ای، که یکی از رایج ترین انواع کمک ها می باشد، سر بالایی (از داخل) به یک میل پیستون متصل است، که آن نیز خود به یک پیستون اتصال دارد، که در نهایت پیستون در لوله ای حاوی سیّال روغنی قرار دارد. لوله ی داخلی را لوله فشار و لوله ی خارجی را لوله ذخیره (محافظ) می نامند. لوله ذخیره، سیال روغنی مازاد را ذخیره می کند.

هنگامی که چرخ خودرو با دست اندازی در جاده برخورد می کند و باعث باز و بسته شدن فنر می شود، انرژی فنر از طریق سر بالایی کمک به آن منتقل می گردد، و سپس به میل پیستون و در نهایت به پیستون می رسد. منافذی که بر روی پیستون وجود دارند، به سیّال اجازه گذر از خود را می دهند و می گذارند تا در حین حرکت پیستون به سمت بالا و پایین، درلوله فشار جریان داشته یاشد. به علت اندازه نسبتاً ریز سوراخ ها، تحت فشار بالا، تنها مقدار کمی روغن  از آنها درز می کند. این عمل، حرکت پیستون و در نتیجه حرکت فنر را کند می سازد.

کمک فنرها در دو گردش کار می کنند – گردش تراکم و گردش بسط (یا کشش). گردش تراکم هنگامی اتفاق می افتد که پیستون به سمت پایین حرکت کرده و سیال روغنی را در محفظه زیر پیستون متراکم می کند. گردش بسط در زمان حرکت پیستون به سمت بالای لوله ی فشار رخ می دهد که سبب متراکم شدن سیّال، در قسمت بالای پیستون می گردد. یک خودروی معمولی و یا یک کامیونت، در طول گردش بسط نسبت به گردش تراکم مقاومت بیشتری نشان خواهد داد. با در نظر گرفتن این مطلب، در می یابیم که گردش تراکم، حرکت وزن نامعلق خودرو را کنترل می نماید؛ در حالی که دور بسط، کار دشوارتری را بر عهده دارد: کنترل وزن معلق.

همه کمک های جدید، نسبت به سرعت حساس هستند – هر چه تعلیق سریع تر حرکت کند، کمک، مقاومت بیشتری را از خود نشان می دهد. این، کمک ها را قادر می سازد تا با شرایط جاده هماهنگ شده و همه تکان های نامطلوب ناشی از حرکت یک خودرو را، از قبیل پرش، موج، شیرجه ترمز و یا نشست شتاب، کنترل نماید.

ستون-پایه و میل موج گیر

سیستم رایج دیگر برای تقلیل نیرو، ستون و پایه (استرات) نام دارد: اصولاً کمکی که درون فنر قرار دارد. ستون-پایه ها دو کار انجام می دهند: روند تقلیل نیرو را اعمال می کنند، نظیر کمک ها؛ و برای سیستم تعلیق خودرو پشتیبانی ساختاری فراهم می آورند. بدان معنا که ستون-پایه ها وزن بیشتری را نسبت به کمک ها انتقال می دهند؛ که شامل وزن خودرو نمی شود – آنها تنها سرعتی را که وزن در آن منتقل می شود کنترل می نمایند، نه خود وزن را.

 به دلیل ارتباط زیاد کمک ها و ستون-پایه ها با کنترل خودرو، آنها را می توان به عنوان مشخصه های اصلی امنیتی به حساب آورد. ستون-پایه ها و کمک های کار کرده، ممکن است اجازه انتقال وزن از طرفی به طرف دیگر و از جلو به عقب را دهند. این کار توانایی لاستیک را برای چسبیدن به جاده کاهش می دهد، و البته به همان میزان از دست فرمان (قدرت کنترل خودرو) و کارائی ترمز می کاهد.

میل موج گیرها (همچنین با نام میل پیچ گیر) همراه با کمک ها یا ستون-پایه ها استفاده می شوند تا به خودروی در حال حرکت، استقامت بیشتری دهند. میل موج گیر، میله ای است فلزی که کلّ اکسل را در بر می گیرد و به صورت موثری دو طرف تعلیق را به یکدیگر متصل می گرداند.

هنگامی که تعلیق در یک چرخ، بالا وپایین می رود، میل موج گیر حرکت را به چرخ دیگر انتقال می دهد. این کار باعث ایجاد یک سواری یک سطح تر شده و موج خودرو را کاهش می دهد. به خصوص، هنگامی که خودرو در حال دور زدن می باشد، میل موج گیر، با موج خودرو بر سیستم تعلیق درگیر می شود. به همین خاطر، تقریباً همه خودروهای امروزی دارای میل موج گیر، به عنوان تجهیزات استاندارد می باشند. هرچند اگر خودرویی فاقد این مزیت باشد، با استفاده از کیت ها به راحتی می توان آن را، در هر زمانی نصب نمود.

 انواع سیستم های تعلیق

تا به اینجا، مبحث ما بر سر این بود که فنرها و کمک ها چگونه بر روی چرخ ها عمل می کنند. ولی چهار چرخ خودرو با یکدیگر در دو نظام مستقل کار می کنند – دو چرخ متصل به اکسل جلویی و دو چرخ متصل به اکسل عقب. این بدان معناست که یک خودرو می تواند دو نوع متفاوت از سیستم تعلیق در جلو و عقب داشته باشد و معمولاً بدین گونه است. بیشتر بدین بستگی دارد که دو چرخ توسط اکسلی یک تکه متصل گردیده اند، یا به صورت مستقل در حرکت اند. حالت اولی به نام سیستم یکپارچه شناخته شده، و دومی را نیز با نام سیستم جداگانه می شناسند.

سیستم تعلیق یکپارچه جلویی، دارای یک اکسل جلو است که دو چرخ را به هم متصل می کند. اساساً همانند یک میله محکم است که در قسمت زیرین جلویی خودرو قرار داشته و در جایش به وسیله فنرهای تخت و کمک ها محکم شده است. این سیستم به طور معمول در کامیون ها و خودروهای باری، استفاده می شود. و سال هاست که در عمده خودروهای سواری به کار گرفته نمی شود.

در یک سیستم تعلیق یکپارچه جلویی، چرخ های جلویی اجازه حرکت به صورت مستقل دارند. ستون-پایه مک فِرسُن (MacPherson) که توسط شخص وی، از شرکت جنرال موتورز در سال 1947 گسترش پیدا کرد، پر کاربرد ترین سیستم تعلیق جلویی می باشد، به خصوص در خودروهای منطقه ی اروپا.

ستون-پایه مک فرسن، کمک و فنر پیچشی را ترکیب کرده و به صورت یک واحد در می آورد. این عمل، سیستم تعلیق فشرده تر وسبک تری را برای خودروهای دیفرانسیل جلو فراهم می آورد.

سیستم تعلیق دو جناغی (همچنین بازوی A شکل) نوع دیگر معمول سیستم تعلیق جداگانه جلویی است.

Double-wishbone suspension on Honda Accord 2005 Coupe

 در حالی که پیکربندی های بسیار گوناگونی وجود دارد، این طراحی به طور خاص برای حفظ چرخ، از دو بازوی جناغ شکل استفاده می کند. هر جناغ، که دارای دو محل اتصال به شاسی و یکی به چرخ می باشد، یک کمک و فنر پیچشی را برای جذب لرزش ها، حمل می کند. سیستم های تعلیق دو جناغی اجازه کنترل بیشتری را روی زاویه تمایل چرخ می دهند و آن، زاویه ای است که چرخ به خارج یا داخل تمایل پیدا می کند. آنها همچنین کمک به حداقل رسانیدن پیچ یا موج می کنند و احساس هدایت مطمئن تری را فراهم می نمایند. به خاطر همین مشخصات، به طور معمول از سیستم های تعلیق دوجناغی بر چرخ های جلویی خودروهای بزرگتر استفاده می شود.

حال نگاهی به سیستم های تعلیق عقب می اندازیم.

اگر یک اکسل یک تکه، چرخ های عقب خودرو را به هم متصل نماید، آنگاه به طور معمول، خودرو دارای سیستم تعلیق بسیار ساده ای می باشد – بر پایه یک فنر تخت یا پیچشی. در طرح اولی، فنرهای تخت مستقیماً به اکسل فرمان می چسبند. دو سر فنرهای تخت به صورت مستقیم به شاسی اتصال پیدا می کند، و کمک، به اتصالی که فنر را به بدنه نگاه می دارد، وصل می گردد. سالیان متمادی، تولید کنندگان خودروهای آمریکایی، استفاده از این طرح را به خاطر سادگی اش ترجیح می دادند.

همان طرح پایه با جایگزینی فنرهای پیچشی به جای تختی نیز به دست می آید. در این حالت، فنر و کمک می توانند به صورت یکپارچه و یا جدا از هم به کار گرفته شوند. هنگامی که جدا از هم باشند، می توان از فنرهای کوچکتری استفاده نمود تا سیستم تعلیق، فضای کمتری را اشغال نماید.

اگر هر دو سیستم عقب و جلو، جداگانه باشند آنگاه تمامی چرخ ها به صورت جداگانه به بدنه اتصال و جهش می یابند. و در نتیجه آگهی های بازرگانی خودرو، آن را "سیستم تعلیق چهار چرخ مستقل" می نامند. هر سیستم تعلیقی که بتوان در جلو به کار گرفت، و همینطور مدل های سیستم جداگانه جلویی که در قبل بدانها اشاره گردید، در عقب نیز به کار گرفته می شود. البته در عقب خودرو نظام هدایت (سیستمی که شامل چرخ دنده جناغی بوده و چرخ ها را قادر می سازد تا از جهتی به جهت دیگر گردش یابند) غایب است. این بدان معنی است که تعلیق های جداگانه عقب را می توان نسخ ساده شده جلویی ها دانست، اگر چه قسمت های اصلی به قوت خویش باقی می مانند.

سیستم های تعلیق ویژه

تا به اینجا، در این مقاله بحث بر سر تعلیق خودروهای دیفرانسیل جلو و عقب معمولی بوده – خودروهایی که در جاده های عادی و در شرایط رانندگی متعارف استفاده می شوند. ولی در مورد تعلیق خودروهای ویژه نظیر خودروهای تقویت شده، مسابقه ای و یا خودروهای مسابقات خارج از جاده چه؟ در حالی که تعلیق خودروهای ویژه از همان ویژگی های پایه بهره می برند، آنها از خصوصیات برتری نیز، بسته به شرایط رانندگی که در آن قرار دارند، برخوردار هستند. در ادامه یک بررسی را از چگونگی طراحی این سیستم برای سه نوع خودروی ویژه – فولکس باجا، خودروهای مسابقه ای فرمول یک و خودروهای کلاسیک تقویت شده آمریکایی – ارائه می دهیم.

طراحی فولکس قورباغه ای مشخصاً برای تبدیل شدن به یک خودروی مطلوب برای طرفداران مسابقات خارج از جاده انجام شده بود. با یک مرکز ثقل پایین و قرار گرفتن موتور بر اکسل عقب، فولکسِ تک دیفرانسیل، به راحتی خودروهای دو دیفرانسیل با شرایط غیر جاده ای کنار می آید. البته فولکس قورباغه ای با تجهیزات اولیه (کارخانه ای) خود، با شرایط غیر جاده ای هماهنگ نمی باشد. اکثر فولکس ها به یک سری تغییرات و تبدیل ها نیازمند هستند تا بتوان از آنها در شرایط سخت مسابقات صحرایی باجا کالیفرنیا استفاده نمود.

یکی از مهمترین تغییرات، در سیستم تعلیق به وجود می آید. با برداشتن سیستم تعلیق میله پیچشی، تجهیزات استانداردی که در جلو وعقب اکثر فولکس های سال های 1936 تا 1977 وجود داشته، می توان فضا را برای چرخ ها و لاستیک های سنگین و مخصوص خارج از جاده باز نمود. کمک فنرهای بلندتری جایگزین کمک های استاندارد شده تا بدنه را بالاتر ببرد و فضای بیشتری را به چرخ ها برای جابه جایی دهد. در بعضی موارد دیده شده که میله های پیچشی را به کل برداشته و با سیستم های فنری فشرده جایگزین می کنند، قطعاتی که شامل فنر و کمک در یک واحد قابل تنظیم قرار دارند. نتیجه این تغییرات، خودرویی است که به چرخ ها اجازه جا به جایی عمودی در حدود 20 اینچ (50 س م) با بیشتر را می دهد. چنین خودرویی به راحتی می تواند از مناطق سخت عبور نموده و اغلب به نظر می آید که پستی و بلندی ها را "نادیده" می گیرد، مانند سنگی که روی آب می جهد.

خودروی مسابقه ای فرمول یک، اوج تکامل و ابداع را در صنعت اتومبیل به نمایش می گذارد. وزن کم، بدنه های ترکیبی، موتورهای ده سیلندر قدرتمند و فرم ایرودینامیک پیشرفته، منجر به پدید آمدن خودروهایی سریع تر، امن تر و قابل اعتمادتر شده است.

 برای بالا بردن مهارت راننده به عنوان فاکتور و هدف کلیدی در یک مسابقه، ملزومات و قوانین سختی بر طراحی خودروی مسابقه فرمول یک حاکم می باشد. برای مثال، قوانین مربوط به نظم بخشیدن به طراحی سیستم تعلیق بیان می کند که همه خودروهای فرمول یک بایستی به شیوه معمول فنربندی شوند، و اجازه استفاده از تعلیق های پویا (که توسط کامپیوتر کنترل و تنظیم شده اند) نمی دهد. با در نظر گرفتن این مطلب، خودروها دارای یک سیستم تعلیق چند اتصالی می شوند، که از یک مکانیزم چند میله ای استفاده می کند، همانند سیستم دوجناغی.

یاد آور می شویم که یک طرح دوجناغی از دو بازوی کنترل جناغ شکل استفاده می کند، تا حرکت بالا و پایین هر چرخ را کنترل نماید. هر بازو سه نقطه اتصال دارد – دو تا به شاسی و یکی در توپی چرخ – و هر اتصال دارای لولا است تا بتواند حرکت چرخ را کنترل کند. در همه خودروها فایده اولیه تعلیق دوجناغی، کنترل می باشد. هندسه بازوها و حرکت پذیری اتصالات به مهندسان، نهایت کنترل را بر زوایای چرخ و دیگر حرکات خودرو نظیر بلند شدن، نشست و یا پرش می دهد. هر چند بر خلاف خودروهای خیابانی و جاده ای، در خودروی فرمول یک، کمک ها و فنرهای پیچشی مستقیماً به بازوهای کنترل متصل نمی شوند. در عوض آنها به صورت افقی در طول خودرو قرار می گیرند و به وسیله یک سری میله و میل لنگ از دور کنترل می شوند. با چنین تنظیماتی، میله ها و میل لنگ ها حرکات بالا و پایینی چرخ را به حرکت عقب و جلویی تجهیزات فنری و تقلیل دهنده تبدیل می کنند.

دوره خودروهای کلاسیک تقویت شده آمریکایی از سال 1945 تا حدود 1965 می باشد. مانند فولکس های قورباغه ای، خودروهای کلاسیک تقویت شده، نیاز به تغییرات مشخصی از طرف صاحبانشان داشتتند. هر چند بر خلاف فولکس های قورباغه ای که بر روی شاسی فولکس ساخته شده اند، خودروهای تقویت شده بر روی انواع مختلفی ازمدل های قدیمی و اغلب تاریخی سوار بودند: خودروهایی که قبل از سال 1945 در خط تولید قرار داشتند، خوراک مناسبی برای تبدیلات تقویتی بودند، زیرا بدنه و شاسی های آنها اغلب در حالت خوبی قرار داشت، در حالی که موتورها و گیربکس هایشان (بخش انتقال نیرو) نیاز به جایگزینی کامل داشت. برای طرفداران و علاقه مندان خودروهای تقویتی کلاسیک، این دقیقاً همان چیزی بود که آنها می خواستند؛ زیرا به آنها اجازه نصب موتورهایی بس پر قدرت تر و قابل اطمینان تر می داد، نظیر فورد هشت سیلندر سر تخت و یا شورلت هشت سیلندر.

1923 T-bucket

 یک نمونه ی خودروی تقویت شده مردمی T-Bucket نام داشت، زیرا بر پایه فورد مدل T ساخته شده بود. فرم معمول تعلیق، در جلوی فورد مدل T شامل یک اکسل I شکل یک تکه (تعلیق یکپارچه) یک فنر U شکل کالسکه ای (فنر تخت) و یک میله ی جناغی شکل (شعاعی) با توپی در میانه آن، که در یک کاسه که به گیربکس متصل بود، می چرخید. مهندسان فورد، مدل T را برای سواری در سطح بالاتر و همراه با حرکات بسیار زیاد سیستم تعلیق ساختند، تا مدلی ایده آل برای جاده های سخت و ابتدایی دهه 1930 باشد. ولی پس از جنگ جهانی دوم، خودروهای تقویتی شروع به تجربه موتورهای بزرگتری نظیر کادیلاک یا لینکلن بر روی خود کردند، واین بدین معنی بود که میله شعاعی جناغی-شکل، دیگر قابل استفاده نبود. و به جای آن، توپ مرکزی را حذف نموده و دو سر آن را به میله های شاسی جوش دادند. این طرح "جناغ دو تکه"، اکسل جلویی را حدود 1 اینچ (2.5 س م) پایین تر آورد و قدرت هدایت را بهبود بخشید.

پایین آوردن اکسل بیش از 1 اینچ، نیازمند یک طراحی کاملاً نوین بود؛ کاری که توسط شرکت بل اوتو انجام گردید. در طی دهه های 1940 و 1950، شرکت بل اوتو "اکسل های لوله ای پایین آمده" را معرفی کرد که خودرو را 5 اینچ کامل (13 س م) پایین آورد. اکسل های لوله ای از لوله های استیل نرم ساخته شده بودند و قدرت را همراه با ایرودینامیک در تعادل نگاه می داشتند. همچنین سطح استیلی، روکش کرومی را بهتر از اکسل های میله ای I شکل قبول می کرد؛ بنابراین تقویتی بازان اغلب، آنها را به خاطر کیفییات زیبایی شناختی شان ترجیح می دادند.

هر چند، برخی تقویتی بازان معتقد بودند که کنترل خوب فشارهای رانندگی، بر سختی اکسل های لوله ای و ناتوانی آنها در انعطاف پذیری نمی چربد. برای مرتفع ساختن این مشکل، تقویتی بازان، "تعلیق چهار میله ای" را معرفی کردند که دو اتصال آن بر روی اکسل و دو تای دیگر بر روی شاسی بود. در هر نقطه اتصال، انتهای میل های مدل-هواپیمایی، حرکات بسیاری را در تمام زوایا فراهم می نمودند. نتیجه؟ سیستم چهار میلی، کارکرد تعلیق در همه نوع شرایط رانندگی را بهبود بخشید.

 آینده سیستم های تعلیق

در حالی که فنرها و کمک هایشان دستخوش تغییرات و بهبودهایی گردیده اند، طرح اصلی تعلیق خودرو در طی سال ها، دچار تحول مهمی نشده است. ولی همه این سیستم، با معرفی یک طراحی کاملاً جدید از شرکت Bose در حال تغییر می باشد – همان Bose که برای نوآوری هایش در فناوری صوتی شناخته شده است. بعضی حرفه ای ها، تا بدین حد پیش رفته اند که می گویند سیستم تعلیق Bose، بزرگترین پیشرفت در سیستم تعلیق اتومبیل، از زمان معرفی یک طراحی کاملاً جداگانه، می باشد.

Bose® Suspension Front Module

 چگونه کار می کند؟ سیستم Bose، به جای یک سیستم سنتی فنر و کمک، از یک موتور الکترومغناطیسی خطی (LEM) در هر چرخ بهره می برد. تقویت کننده ها، برای موتورها الکتریسیته فراهم می آورند، به طوری که با هر بار فشردگی سیستم، نیروی آنها جایگزین می شود. فایده اصلی موتورها این است که آنها مانند تقلیل دهنده های سنتی که بر پایه سیالات بودند، توسط اینرسی محدود نمی شوند. در نتیجه، یک LEM می تواند با سرعت بسیار بالاتری باز و بسته شود که به صورت مجازی، همه لرزش ها در کابین سرنشین را خنثی می سازد. حرکت چرخ نیز به خوبی کنترل می گردد، به طوری که بدنه خودرو در یک سطح باقی می ماند؛ بدون توجه به اتفاقاتی که برای چرخ می افتد. LEM همچنین می تواند حرکت خودرو را هنگام شتاب گرفتن، ترمز کردن و یا پیچیدن خنثی نموده و به راننده حس کنترل بسیار بهتری دهد.

متاسفانه این تغییر الگوی تعلیق، تا سال 2009 میسر نمی باشد، زمانی که این سیستم نوین برای یک یا چند خودروی اشرافی گران قیمت به کار گرفته می شود. تا آن زمان، رانندگان باید به متودهای آزمون و خطای سیستم های تعلیق، که جاده های پر دست انداز را در طول قرن ها رام کرده اند، اعتماد کنند.

بر گرفته از سايت www.parsikhodro.com