Forces of Nature with Brian Cox

جهان طبيعي زيبا

ولي پيچيده است

رنگ ها در آسمان مي رقصند

آره

شکل هايي را تشکيل مي دهند

و سپس ناپديد مي شوند

ولي اين به نظر پيچيدگي بي نهايت

تنها سايه اي از چيزي عميق تر است

قوانين زيرساخت طبيعت

جهان براي تماشا بسيار زيباست

ولي درک آن زيباتر است

بيا

يک روز معمولي در برف

ولي اگر به دقت نگاه کنيد

چيزي عميق تر وجود دارد

خيلي باحاله

همشون

بسيار عالي هستند

انگار آنها روي يک کاغذ نازک جدا کرده باشي

يه دونه گرفتم

دانه هاي برف پيچيده هستند

همه ي آنها با هم فرق دارند ولي چيزي مشترک در همه ي آنها ديده مي شود

آنها زيبا هستند

ولي فکر مي کنم يک زيبايي عميق تر هم وجود دارد

و اين زيبايي در يک ايده است

اين ايده تمام شباهت ها و تفاوت ها است

ساختار دانه هاي برف را مي توان با

استفاده از چند قانون ساده ي طبيعت توضيح داد

و اين ايده به قلب علم مربوط است

چون آن قوانين بسيار زيبا

و جهاني هستند

آنها مي توانند چيزهاي زيادي را توضيح بدهند

از دانه هاي برف تا ستارگان

دانه هاي برف چطور شکل مي گيرند؟

چرا تمامي آنها با يکديگر فرق مي کنند

و با اينحال به طرز شگفت انگيزي شبيه هم هستند؟

اينها سوالاتي است که مي توان

درباره ي هر ساختار طبيعي پرسيد

چرا کندوهاي عسل شش ضلعي هستند؟

چرا کوه هاي يخ روي اب شناور مي مانند؟

چرا سيارات کروي هستند؟

و اين چه ربطي به شيرجه ي آزاد مادربزرگ ها دارد؟

جواب دادن به اين سوال ها به ما اجازه مي دهد نگاهي به قوانين زيرساخت طبيعت

داشته باشيم

به همين خاطر است که وقتي شما به يک دانه برف نگاه مي کنيد

به ماوراي جهان روزمره خيره مي شويد

به ساختار عميق طبيعت

جهان در يک دانه برف

مي تونم يه ستاره رو ببينم

واقعا مثل يک دونه هاي برفي ميمونه که به يک حباب گير کرده باشند

اين شکلي است که در تمامي مقياس ها در جهان يافت مي شود

اگر از فضا نگاه کنيم، زمين تقريبا يک کره ي بي نقص است

که توسط يکي از بنيادي ترين قوانين طبيعت حکاکي شده است

کارلا و دوستانش مي خواهند با

نيرويي که سياره ي ما را شکل داده است رقابت کنند

اين بچه ها ميخواهند به جنگ

گرانش بروند

شهرهايي از سرتاسر کاتالونيا

اينجا جمع شده اند تا وارد مسابقه اي سخت شوند

تا جايي که مي شود برج انساني درست کنند

مادر و پدر به همراه دخترانشان، ماريانا و کارلا اينجا هستند

تا نمايندگي شهر ويلافرانکا را داشته باشند

از همه سني شرکت مي کنند

ولي سبک ترين افراد تيم

کودکاني 5 ساله هستند

که با جرات زياد در طول مسابقه از اين برج بالا مي روند

اين خانواده به

باتجربه ترين فرد تيم مثل ديويد مريت اعتماد مي کنند

همچنانکه گرانش همه را به سمت زمين مي کشد ديويد وزن

همه ي کساني که روي او هستند را احساس مي کند

و او مي داند که راز غلبه کردن بر گرانش، هندسه است

براي پشتيباني از ديويد و در نهايت بچه ها

بقيه ي شهر با قدرت و جهت

به سمت داخل هل مي دهند

و از تمامي جهات اين برج را تقويت مي کنند

و اين مسئله باعث پيدايش يک شکل متقارن مي شود

يک دايره

هيچ شکل ديگري به برج همچين قدرتي نمي دهد

ولي گرانش رحم ندارد

و اگر بچه ي شما دارد به سمت قله ي برج مي رود نگران مي شويد

مشخص است که قدرت گرانش بي امان و تسليم نشدني است

برج هايي که خراب مي شوند سايه هايي از فرآيندي هستند که سياره ي ما را شکل داده است

اين آدم ها فقط به سمت زمين سقوط نمي کنند

آنها به سمت مرکز زمين سقوط مي کنند

و گرانش زمين همه چيز را به سمت پايين مي کشد

از آدم ها گرفته تا دانه هاي برف

تا سنگي که زمين از آن تشکيل شده است

و در نهايت اين همان دليلي است که چرا زمين کروي است

خب چرا گرانش اجسام را به صورت کروي در مي آورد؟

خب اولين چيزي که بايد گفت اين هست که لزوما اين اتفاق نمي افتد

اگر من يک گلوله برف بردارم

کروي نيست و بيشتر شبيه يک شکل غيرعادي است

ولي اگر آن را

از تمام جهات و يکسان فشار دهم

آنوقت مي توانم آن را به يک کره تبديل کنم

و همين اتفاق براي گرانش مي افتد

وقتي شروع به اضافه کردن جرم کردم

کشش گرانشي بيشتر شد

بنابراين به نقطه اي رسيدم که اين گلوله ي برف

اگر به آن جرم اضافه کنم

آنقدر زياد خواهد بود که کشش گرانشي سطح آن

آنقدر قوي خواهد شد که شروع به فشرده کردن موادي که از آن درست شده است مي کند

در اين مورد، برف

يا در مورد يک سياره يا ماه، سنگ

فشار به کار رفته بر روي سطح آن به طور يکسان در تمام جهت وارد مي شود

چون گرانش به طور يکسان و در تمامي جهات کار مي کند

شما مي توانيد اين سوال را بپرسيد

به چه مقدار ماده نياز دارم تا گرانش آنقدر قدرتمند شود

که بر قدرت سنگ غلبه کند

و اجسام را به شکل کره در بياورد؟

خب کمترين اندازه يک اسم دارد

اسم خيلي هوشمندانه اي است به آن شعاع سيب زميني مي گويند

مي تونيد ببينيد چرا

چون اجسامي که براي گرانش بسيار کوچک هستند تا آنقدر قوي باشند

تا آنها را حکاکي کند، شبيه سيب زميني هاي بد شکل مي مانند

مهم ترين چيز اين است که شما حتي نياز نيست آن را تصور کنيد

شما مي توانيد آن را محاسبه کنيد

من اين کار را امروز صبح انجام دادم و جواب تقريبي اي براي آن به دست آوردم

که بين 100 تا 200 کيلومتر است

شگفت انگيزترين چيز

و زيباترين چيز اين است که اگر شما به فضا نگاه کنيد

و به ماه هاي مريخ و مشتري و زحل

و اجسام ديگر در سامانه ي خورشيدي نگاه کنيد

مي بينيد که از نظر تقريبي

اگر شعاع آنها بيشتر از 200 کيلومتر باشد

اجسام کروي زيبايي هستند

و اگر شعاع آنها کمتر از 200 کيلومتر باشد

شبيه سيب زميني هاي بدريخت هستند

بنابراين شما مي توانيد اين امر را محاسبه کنيد

اگر شما کوچک هستيد، کره ها به سادگي درست نمي شوند

حتي سيارک ها يا ماه ها هم نمي توانند به خوبي آن را کنترل کنند

شکل سيب زميني مي تواند به تا جايي که مي توانيد نزديک باشد

ولي وقتي به اندازه ي يک سياره هستيد، کره ها به صورت طبيعي درست مي شوند

در حدود 4.5 ميليارد سال پيش

سنگ ها به دور خورشيد مي گرديدند و کم کم به هم مي چسبيدند

تا اينکه به جرم مناسبي دست پيدا مي کردند تا گرانش بتواند کار کند

و اشکال سيب زميني مانند را به اجسام کروي بسيار مهم تبديل کند

که در فضا معلق هستند

يک قانون جهاني شکل آشنا، ظريف

و متقارن سياره ي ما را شکل داده است

ولي نزديک تر به سطح

پر از شکل ها و فرم ها است

و در هر کدام از اين ساختارهايي که به صورت طبيعي اتفاق مي افتند

قوانين ساده و زيرساختي وجود دارند که منتظر کشف شدن هستند

اينجا در هيماليا

شکلي وجود دارد که سايه اي از يک قانون بنيادي رياضياتي است

و توسط زنبورهاي عسل هيماليا محافظت مي شود

بزرگ ترين گونه ي زنبور عسل در زمين

و جمع آوري عسل از زير نظر چشمان مرکب و مواظب آنها

يکي از خطرناک ترين کارهايي است که شما مي توانيد تصور کنيد

و امروز براي يکي از جوانان اين دهکده اولين بار است که اين کار را انجام مي دهد

مين و برادرزاده اش سرپرستي شکار عسل باارزش

را برعهده دارند

براي آن ارزش پزشکي قائل هستند

و با قيمت بالايي فروخته مي شود

در زير اجرام جوشان اجسام

شبکه اي از شش ضلعي هاي بديع و مهندسي شده قرار دارد

به نظر مي رسد زنبورها اربابان سازندگي هستند

و محاسبات ساختماني را با دقت معماري انجام مي دهند

زنبورها از يک قانون رياضياتي پنهان سود مي برند

که توضيح مي دهد چرا آنها شش ضلعي ها را براي ذخيره ي عسل مي سازند

و هر دو سال يکبار مردم گورانگ به کوه ها مي روند

تا از راز زنبورها بهره برداري کنند

چون اين بار اول هيرا است

اين سفر مخصوصا چالش برانگيز است

اين زنبورها کندوهاي خود را تا جايي که مي توانند دور از دسترس قرار مي دهند

تا از آن در برابر شکارچيان محافظت کنند

کندوهايي که اين زنبورها از آن دفاع مي کنند

حاوي يک راه حل واضح و آشکار و بسيار عملي براي يک مشکل

رياضياتي سخت هستند

آنها بايد عسل ها را ذخيره کنند تا در طول زمستان هاي طولاني

از جمعيت خود محافظت کنند

آنها کندوهاي خود را از موم مي سازند

ولي براي هر گرم از مومي که يک زنبور توليد مي کند

بايد بيش از 6 گرم عسل مصرف کنند

بنابراين آنها از کارآمد ساختن

و استفاده ي حداقلي موم سود مي برند

هر نيش آنها مثل يک سوزن زيرپوستي است

بعد از نيش زدن، زنبورها مي ميرند

فداکاري نهايي براي محافظت از شش ضلعي ها

و عسل هايي که درون آن است

براي هيرا، تمام اينها به

نگه داشتن رسوم قبيله ي گرانگ در شکار عسل است

و شش ضلعي ها قلب تمام اين رسوم است

خب چرا زنبورها کندوهاي شش ضلعي مي سازند؟

خب در حقيقت اين سوال خيلي خوبيه

و در واقع اين يک سوال رياضياتيه

مشکل اين است

چطور مي توانم با استفاده از کمترين مواد حجمي را به شکلي

با اندازه هاي يکسان تقسيم کنم؟

حالا اين مسئله چرا براي يک زنبور مهم است؟

چون اين مواد موم است

و مو براي زنبورها بسيار باارزش است

پس چه شکلي بايد داشته باشد؟

بايد مربع باشد؟

يا بايد مثلث باشد؟

شما مي توانيد ببينيد که نمي تواند دايره باشد

چون اگر دايره ها کنار يکديگر بچينيد

شکاف هايي را از خود به جا مي گذارند، پس بسيار کارآمد نيستند

يا مي تواند اين موضوع باشد که شش ضلعي ها موثرترين هستند؟