نظریه کوانتومی دنیای مدرن امروزی را یک بار دیگر متحول کرده است. تحولی عظیم که بر فعالیتهای علمی بسیاری تأثیر میگذارد. با ورود به دنیای کوانتوم و نظریه چالش برانگیز آن میتوانیم از کوچکترین ذرات موجود در این کره خاکی تا کل گستره جهان هستی را مورد مطالعه و بررسی قرار داد. با اینکه فیزیک کوانتوم عمری نزدیک به ۱۲۰ سال دارد اما در مقایسه با علوم همتای خود مانند فیزیک کلاسیک، ریاضی و علوم زیستی نوپا بوده و در سنین خردسالی خود به سر میبرد. از این رو بهترین زمان برای شروع یادگیری و آموزش آن قبل از گسترش بیشتر است؛ چرا که فرصتی بزرگ برای پیشرفت و عرض اندام در این جهان مدرن و رو به رشد به شمار میآید.
جهت آموزش فیزیک کوانتوم به سادهترین شکل ممکن ابتدا از معنای لغوی کلمه کوانتوم «Quantum» شروع میکنیم. کوانتوم در زبان انگلیسی به معنی ذره است. بنا به برخی تعابیر این کلمه را کمیت و کم اندازه نیز ترجمه میشود که این نوع ترجمه میتواند به دلیل ماهیت کلی این علم باشد. فیزیک کوانتوم در حقیقت به امکان مطالعه کوچکترین ذرات کمیتهای فیزیکی اشاره دارد که وجودی مستقل دارند. به زبان سادهتر ذراتی غیر قابل مشاهده که دارای حیاتی مستقل هستند.
بر خلاف انتظار ما انسانها این ذرات در حیات و سرنوشت کل بشریت و حتی جهان هستی تأثیر میگذارند. تا جایی که امروزه معتقدیم سرچشمه اولیه و اصلی حیات همین ذرات هستند. تا قبل از تولد این علم محققان انرژی را پیوسته میانگاشتند. آنها بر این باور بودند که انرژی اجزای کوچکتری به نام ذره ندارد و کاملاً پیوسته است. اما فیزیک کوانتوم ثابت میکند که حتی انرژی هم ذرات کوچکی دارد که دارای کمیت و حیاتی مستقل هستند. درواقع این علم نظریههای پیوستگی و گسستگی را به هم پیوند میزند؛ بنابراین میتوانیم بگوییم انرژی از ذرات گسستهای شکل میگیرد که ظاهری پیوسته دارند. در نتیجه بر خلاف باورهای گذشته اجزای بنیادین تشکیل دهنده جهان هستی «ماده و انرژی» هر دو از موجودیتهای مستقلی تشکیل شدهاند. این موجودیتهای مستقل ذراتی هستند که در دنیای کوانتومی زندگی میکنند.
آموزش فیزیک کوانتوم با رشد علم و تحقیقات انجام شده موجب پیدایش مکانیک کوانتوم گردید. همانطور که گفتیم با توجه به اکتشافات امروزی ماده و انرژی هر دو عناصری فیزیکی به شمار میروند. هر عنصر فیزیکی دارای مکانیک متفاوت و منحصر به فردی است؛ بنابراین دنیای کوانتوم باید از نظر مکانیکی نیز مورد بررسی قرار بگیرید. برای این منظور نیاز به شکل گیری یک شاخه علمی برای مطالعه مکانیک کوانتوم داریم.
اما مکانیک کلاسیک چه تفاوتی با مکانیک کوانتومی دارد؟ برای مقایسه این دو مبحث بسیار مهم باید بگوییم که مکانیک کلاسیک در قلمرو میکروسکوپی فیزیک فعالیت میکند. قلمرو میکروسکوپی ابعادی حداکثر به اندازه هسته را در بر میگیرد و سرعتی نزدیک به سرعت نور برای این شاخه از علم مکانیک قابل اندازه گیری نیست. با این تفاسیر میتوان متوجه شد که مکانیک کوانتوم برای مطالعه ذرات در اندازه اتم و زیر اتم بوده و سرعت بالایی مانند سرعت نور را نیز پوشش میدهد. در سالهای اخیر آموزش مکانیک کوانتوم تا جایی پیشرفت کرده که میتوان گفت دریچه اصلی ورود به دنیای فیزیک کوانتوم است؛ بنابراین در دانشگاههای ایران نیز کتاب فیزیک کوانتوم و کتاب مکانیک کوانتوم پیشرفته به عنوان دروس پایه فیزیک کوانتوم تدریس میشوند.
در ادامه آموزش فیزیک کوانتوم با برخی از قوانین و خواص مهم فیزیک کوانتوم آشنا میشویم.
طبق نظریه کوانتوم اندازه گیری یک کمیت از یک عنصر یا سیستم باعث میشود اطلاعات ما در مورد دیگر کمیتها مختل شود. به عنوان مثال ۲ کمیت مکان و سرعت را برای یک الکترون در نظر بگیرید. اگر مقدار یکی از این خواص را اندازه گیری کنیم، اندازه گیری خاصیت دیگر عملاً غیر ممکن خواهد بود. این موضوع باعث میشود اندازه گیری هر دو خاصیت به صورت هم زمان نیز ممکن نباشد.
این قانون به نظریه پیوستگی و گسستگی اشاره دارد. اگر حالت موجی را پیوستگی و حالت ذره را گسستگی در نظر بگیریم نظریه دوگانگی موجی – ذرهای میگوید:
همانطور که گفتیم فیزیک کوانتوم در بسیاری از مطالعات علمی کاربرد دارد. اما برخی از پژوهشهای کوانتومی در سطح مطالعه باقی نمانده و به ساخت ابزارهای دقیق اندازه گیری، ذخیره سازی و تحقیقاتی منجر شدهاند.
دستگاههای ردیابی GPS برای انجام محاسبات هندسی و اندازه گیری زمانی از ساعت اتمی استفاده میکنند. ساعت اتمی نیز به کمک علم فیزیک کوانتوم ساخته میشود. در یک ساعت اتمی ۱ ثانیه برابر است با ۹,۱۹۲,۶۳۱,۷۷۰ بار نوسان موجی. نواسانات موجی در این دستگاه زمانسنج باعث برانگیخته شدن الکترونهای اتم سزیم شده و در نتیجه زمان دقیق برای ردیاب محاسبه میشود.
آیا تا به حال به این فکر کردهاید که فرایند فرمت یک فلش مموری چگونه انجام میشود؟ بله درست حدس زدید. فیزیک کوانتوم با کمک پدیدهای به نام تونل زنی کوانتومی این کار را انجام میدهد. تونل زنی یکی از مفاهیم مکانیک کوانتوم است که به پدیده عبور یک الکترون از میان یک لایه نارسانا اطلاق میشود.
همانطور که میدانید تکنولوژی ساخت پردازندهها هر سال پیشرفتهای چشم گیری میکند. اگر ۱۵ سال پیش کسی در مورد پردازندههای چند هستهای صحبت میکرد مورد تمسخر قرار میگرفت. اما فیزیک کوانتوم چنان سرعتی به رشد و پیشرفت تکنولوژی بخشید که این روزها همه چیز باور پذیر شده است. انتظار داریم آینده این روند تکامل به ساخت کامپیوترهای کوانتومی فوق مدرن بینجامد.
زمانی که از ساخت تلسکوپهایی با قدرت دید تا فاصله چند میلیارد سال نوری و میکروسکوپهایی با قدرت دید زیر اتمی صحبت میشود، اهمیت آموزش فیزیک کوانتومی بیشتر جلوه میکند. شرکت IBM در دهه ۷۰ میلادی موفق به طراحی و ساخت میکروسکوپی شد که توانایی مشاهده اتمها را به صورت مجزا فراهم میکرد. این روند تا امروز ادامه داشته و منجر به ساخت تلسکوپ فضایی جیمز وب شد. تلسکوپ جیمز وب به کمک فیزیک و مکانیک کوانتوم بسیاری از دانستههای بشر از جهان هستی را به چالش کشیده است.
مکتب خونه بزرگترین پلتفرم آموزش مجازی در ایران محسوب میشود که بیش از یک دهه است در زمینه آموزش مجازی فعالیت میکند. از اهداف مهم مکتب خونه در دسترس قرار دادن آموزشها برای تمام مردم در گروههای سنی مختلف میتوان نام برد. این مکتبِ مجازی، بر این باور است که هیچکس نباید به خاطر شرایط مالی و یا موقعیت مکانی از بهرهگیری آموزشها باز بماند و باور دارد که میتواند این هدف را به سرانجام برساند.
مکتب خونه یک آکادمی آنلاین تخصصها است که دروس مختلفی را در زمینههای متنوع ارائه میدهد. شما میتوانید در مکتبخونه دورههای رایگان و پلاس را در حوزههای مختلف ببینید.
دورههای آموزش برنامه نویسی به شما کمک میکنند تا به یکی از پردرآمدترین و جذابترین مهارتهای دنیای امروز مسلط شوید. آموزش یادگیری ماشین و آموزش پردازش تصویر تا آموزش طراحی سایت، همه چیز برای ورود به دنیای تکنولوژی فراهم است. این دورهها مناسب هر سطحی از مبتدی تا حرفهای هستند.
در دنیای امروزی، یادگیری مهارتهای آیتی و نرمافزار امری ضروری است. دورههای مکتبخونه در این زمینه مانند دورههای آموزش شبکه، آموزش CCNA ، آموزش بلاک چین و غیره، به شما کمک میکنند تا مهارتهایی چون مدیریت شبکه و استفاده از نرمافزارهای مختلف را به راحتی و از صفر تا صد بیاموزید. بدون نیاز به پیشزمینه تخصصی، این دورهها شما را برای ورود به بازار کار آماده میکنند.
اگر به دنبال یادگیری زبان جدید هستید یا میخواهید مهارتهای زبانی خود را تقویت کنید، مکتبخونه با دورههای متنوع آموزش زبان انگلیسی، آموزش زبان فرانسوی، آموزش زبان آلمانی و بسیاری دیگر، بهترین گزینه برای شما است. شما میتوانید با تمرین و آموزشهای ساختارمند به سرعت در زبانهای مختلف پیشرفت کنید و دنیایی از فرصتهای جدید را پیشروی خود ببینید.
آموزشهای مدیریت و کسبوکار مکتبخونه برای کسانی است که میخواهند موفقیت در دنیای تجارت را تجربه کنند. با دورههایی از آموزش مدیریت، دوره منابع انسانی ، آموزش هوش تجاری و تحلیل دادهها تا کارآفرینی و آموزش فروش، میتوانید مهارتهای لازم برای راهاندازی و مدیریت یک کسبوکار موفق را کسب کرده و ایدههای خود را به واقعیت تبدیل کنید.
در دنیای پیچیده امروزی، داشتن دانش مالی و سرمایهگذاری کلید موفقیت است. مکتبخونه با دورههای مالی و سرمایهگذاری در دستهبندیهای مختلف مانند آموزش پرایس اکشن، آموزش تحلیل تکنیکال و غیره، شما را به مهارتهایی مجهز میکند که بتوانید بهترین تصمیمات مالی را بگیرید و سرمایهگذاریهای خود را هوشمندانه مدیریت کنید.
دورههای فنی و مهندسی مکتبخونه برای دانشجویان و علاقهمندان به این حوزه فرصتی عالی است تا مفاهیم کلیدی و تخصصی در آموزش مهندسی کامپیوتر، آموزش مهندسی مکانیک، عمران و سایر رشتههای فنی را با اساتید برتر کشور یاد بگیرند. این دورهها از بهترین اساتید و دانشگاههای کشور مانند دانشگاه صنعتی شریف و دانشگاه تهران به شما کمک میکنند تا دروس دانشگاهی را بهخوبی درک کنید و مهارتهای عملی خود را ارتقا دهید.
مهارتهای زندگی نقش مهمی در موفقیت و رضایت شخصی دارند. مکتبخونه با ارائه دورههای متنوع در زمینههای مانند آموزش مدیریت تعارض، مهاجرت کاری، مهارتهای ارتباطی و غیره، به شما کمک میکند تا زندگی متعادلتر و موفقتری داشته باشید. این دورهها به شما ابزاری برای بهتر زندگی کردن و برخورد با چالشهای روزمره میدهد.
مکتبخونه برای دانشجویان و علاقهمندان به علوم پایه، علوم انسانی و پزشکی، دورههایی کاربردی و مفید را فراهم کرده است. با این دورهها میتوانید از یادگیری دروس پیچیدهای مثل فیزیک، شیمی، روانشناسی، اقتصاد و حتی دروس پزشکی بهرهمند شوید و پایههای علمی خود را تقویت کنید.
اگر به دنبال پرورش استعدادهای هنری خود هستید، مکتبخونه با دورههای هنری در زمینههایی مانند آموزش گرافیک ، آموزش عکاسی، آموزش نستعلیق، طراحی مد و معماری، بهترین انتخاب است. این دورهها به شما کمک میکنند تا خلاقیت خود را به شکلی حرفهای و قابل اجرا به کار بگیرید و در مسیر هنری خود پیشرفت کنید.
مکتب خونه علاوه بر ارائه دادن دورههای پلاس، مجموعهای شامل ۱۵۰۰۰ ساعت ویدئوی آموزشی رایگان ارائه داده است. این ویدئوهای رایگان در زمینه آی تی، برنامهنویسی، مدیریت و کارآفرینی، مالی و سرمایهگذاری، علوم انسانی وغیره هستند. رایگان بودن این دورهها از کیفیت این دورهها کم نمیکند؛ بلکه آموزش و تهیه این ویدئوها توسط اساتید خبره ایران تدارک دیده شده است. اکثر این استادان برجسته از دانشگاه برتر شهید بهشتی، امیر کبیر، صنعتی شریف و غیره هستند. آکادمی مکتب خونه سعی دارد با انجام پروژههای رایگان در راستای تحقق اهداف خود قدمی بردارد.