[Zohreh Gholami]

اعداد ثابت در فرمول های فیزیک معنی ندارند


قوانین علّی و معلولی فیزیکی در هستی مابین پارامترهای موجود و قابل اندازه گیری نمایان می شود. مثلا نیروی f به جسمی به جرم m وارد می شود و با تکرار مقادیر و اندازه گیری a به فرمول زیر f = m / a دسترسی می یابیم. همین استدلال برای فرمول سرعت یکنواخت نیز، می باشد.
بسیاری از فرمول های فیزیک دارای مقادیر ثابت هستند، مانند فرمول نیروی جاذبه و نیروی بارهای الکتریکی . ترتیب بدست آمدن این گونه فرمول ها به قرار زیر است:
مثلاً با آزمایشات تجربی می فهمیم که تغییرات پارامتر x به تغییرات پارامتر y , z بستگی دارد و می نویسیم تغییرات x با تغییرات y , z متناسب است و برای تبدیل تناسب به مساوی ضریب فرضی k وارد می شود که مقدار تجربی آن را با قراردادن اعداد در پارامتر های فرمول بدست می آوریم:
x = k * f ( z , y)  که ( f ( z , y  رابطه ریاضی مابین z و y می باشد.
اشتباه بزرگ در اینجا اتفاق می افتد که عدد k یعنی چه ؟
به صراحت بگویم که این عدد جز راه گریز برای ایجاد فرمول نیست و ما را از رسیدن به حقیقت دور کرده و سرمست از بدست آوردن یک فرمول واحی.
سوالی که باعث پدید آمدن یک نگرش جدید به فرمول بندی فیزیکی می شود ، این است که :
آیا می توان گفت تغییر مقدار پارامتری به کسری از تغییرات دیگر پارامتر های بوجود آورنده آن ، بستگی دارد یا نه ؟


لطفاً دقت کنید:
به یک فیزیک دان چندین اطاق که نصف آن روشن است را نشان میدهند و فیزیک دان می داند نور باعث روشنایی اطاق شده ولی نمی داند با قرار دادن یک مانع از رسیدن نور به نصف اطاق ممانعت شده . آقای فیزیک دان سریع می فهمد پارامتر روشنایی اطاق با پارامتر نور متناسب است و طبق معمول یک ضریب k را برای تبدیل تناسب به مساوی قرار می دهد که با قراردادن عدد در پارامترها ، k را بدست می آورد و چون تمام اطاق ها را نصفه روشن دیده می نویسد:
روشنایی اطاق = ۲/۱ * تاثیر نور
آیا عقل سلیم باور می کند اگر نور باعث روشنایی اطاق شده، آنگاه فقط نیمی از آن است که در روشنایی اطاق تاثیر گذاشته.

تمام مسئله همین جاست. عدم روشنایی کل اطاق ، از تاثیر نور نیست ، بلکه تاثیر پارامتر دیگری به نام مانع است که در فرمول نیامده. در حقیقت باید می نوشتیم:
روشنایی اطاق = تاثیر نور - تاثیر مانع
تمام هدف از این مسال ساده این است که:
اگر در یک فرمول ، پارامتر فیزیکی x ، به تغییرات پارامتر های y , z بستگی پیدا کرد، هرگز نمی توان گفت قسمتی از تغییرات z , y در x تأثیر می گذارد ( یعنی اعداد ثابت در فیزیک ) بلکه پارامتر دیگری هست که تاثیرش در نظر گرفته نشده و یا مقادیر اندازه گیری شده اشتباهند.
به عبارت دیگر نمی توان انتضار داشت یک فرایند مافوق طبیعی مقدار تاثیر پارامتر ها را در یک پدیده تغییر دهد.
در خصوص فرمول گرانش زمین که به قرار زیر می باشد:

F = G * ( Me * m ) /( ( Re + r ) ^ ۲
در این فرمول داریم:
F: نیروی وارد بر جسم m از طرف کره زمین به جرم Me .
G : ثابت گرانش زمین که برابر است با ۶/۷ * ۱۰ ^ -۱۱
Re : شعاع کره زمین
r : شعاع جسم مورد نظر (در حالت چسبیده به کره زمین)
با نادیده گرفتن شعاع جسم و جرم جسم فرمول بالا به صورت تغریبی مناسب به صورت زیر نوشته می شود:
F = G * Me / ( Re ^ ۲
به صراحت باید گفت که نیروی وارده از طرف زمین به جرم جسم برابر مقدار فرمول زیر می باشد:
F = Me / ( Re ^ ۲)
به عبارت دیگر مقادیر نیروی وارد بر جسم از طرف دیگر اجرام آسمانی که قبلا تقریبا صفر در نظر گرفته می شد، اکنون برابر با مقدار فرمول زیر می باشد:
F = ( ۱-G ) * Me / ( Re ^ ۲
جالب اینجاست که مقدار این نیرو خیلی بیشتر از مقدار نیروی وارده از طرف کره زمین بر همان جسم می باشد، البته با تفکر فرمول قدیم . یعنی اگر با فرمول قدیم می گفتیم که مقدار نیروی وارده برابر زیر است:
F = G * Me / ( Re ^ ۲
جهت بدست آوردن شتاب گرانش واقعی کره زمین ( g ) که قبلا از رابطه زیر استفاده شده:
F = G * ( Me * m ) /( ( Re + r ) ^ ۲) = m * a
a = g
و مقدار آن به صورت تغریبی برابر ۸/۹ آمده اکنون دارای مقدار متفاوتی خواهد بود:
F = ( Me + m ) /( ( Re + r ) ^ ۲)= m * a
a = g
البته درست است که شتاب منفی ایجاد شده در همان جسم مقدار g را در روی کره زمین همین مقدار کنونی به نظر می رساند ولی باید دانست که مقدار واقعی آن همان فرمول بالاست.
اکنون به سادگی میتوان فهمید که مقادیر واحد جرم که ۱ kg در نظر گرفته شده نادرست است و یا باید مقدار واحد نیرو را تغییر داد و نام یک نیوتون را بر آن گذاشت:

دلیل:
قبلا شتاب کره زمین برابر ۸/۹ بود ولی اکنون بیشتر می باشد. اگر بنویسیم:
F = m * g
یعنی می خواهیم جسمی را وزن کنیم و چون مقدار واقعی g بیشتر است پس مقدار طرفین مساوی با هم برابر نخواهند بود . یا باید واحد نیرو مقدارش بیشتر شود و یا باید واحد جرم مقدارش بیشتر شود.
البته درست این است که مقدار واحد جرم تغییر کند. زیرا در حقیقت ما اکنون فهمیده ایم که اجسام سنگین تر از آن هستند که ما می پنداشتیم. و مقدار جرم ۱ kg باید بیشتر شود با همان نام ۱ kg

حال یک سوال مطرح می شود:
چرا مجموع برآیند نیروهای کل هستی بر یک جسم در روی کره زمین فقط در راستای مخالف حرکت یک جسم ظاهر میشود؟
جواب آن ساده است برآیند نیروهای کل هستی برای کره زمین معرف زمان برای زمین می باشند.
این نیروها با هرگونه تغییر زمان برای اجسام جرم دار، در چهارچوب زمان تعریف شده برای کره زمین مخالفت می کنند. به عبارتی هستی موافق تعدیل است.