هم ارزی جرم – انرژی

    

   E=mc^2 رابطه ای معروف که حتی می توان آن را بر دیواره شهرها هم دید اما اینکه تا چه حد با مفهوم آن آشنا هستیم٬ خود بحثی عمیق دارد . این مقاله کوتاه نیز سعی دارد تا این مفهوم را به سادگی بیان کند.

آلبرت اینشتن طی یک مقاله ارزشمند علمی در سه صفحه با استدلالی زیبا و عاری از پیچیدگی های ریاضی آن را استنتاج کرده است. او واپاشی پرتوزایی را در نظر می گیرد که در آن هسته پرتو گاما٬ یعنی٬ تابش الکترومغناطیسی با فرکانس بالا گسیل می کند. در مورد چنین سیستمی منزوی که هیچ نیروی خارجی بر آن اثر نمی کند٬ باید انرژی و اندازه حرکت در واپاشی پایسته بمانند. اینشتن با بهره گیری از این دو شرط پایستگی٬ و بیان نسبیتی اندازه حرکت٬ که جرم دختر - هسته باید به میزان

Δm=E/c^2 از جرم مادر کمتر باشد٬ در اینجا E انرژی است که تابش منتقل می کند. به زبان خود وی : " اگر جسمی انرژی E را به صورت تابش از دست بدهد٬ جرمش به اندازه E/c^2 کم کی شود."

این نتیجه گیری٬ گذشته از چگونگی آزاد شدن انرژی٬ به طور کلی صادق است. مثلا در بعضی واکنشهای هسته ای٬ انرژی به صورت انرژی جنبشی دخیل در واکنش آزاد می شود٬ در این صورت٬ بین این انرژی و تغییرات سیستم نیز باید موازنه برقرار شود. اگر سیستمی به جرم m خود به خود از بین برود٬ انرژی آزاد شده عبارت خواهد بود از :

E=mc^2

به همین ترتیب٬ می توان تصور کرد که با صرف انرژی کافی باید بتوان جسم پر جرمی به وجود آورد و در واقع چنین رویدادی هم رخ می دهد. یعنی معادله فوق حاکی از هم ارزی بین انرژی و جرم است و انجام واکنش ها را در دو جهت جایز می داند.

Van Persie picks up injury but still has ‘good chance’ of facing

 

Robin van Persie

By Richard Clarke

Robin van Persie has a “good chance” of facing Manchester United on Sunday despite picking up an injury in training.

The 23-year-old Dutch striker hurt his ankle this week and Arsène Wenger will wait for the results of a scan before deciding over his participation at Emirates Stadium on Sunday. But when he spoke exclusively to Arsenal TV Online on Thursday afternoon the manager seemed optimistic.

“At the moment we think it is a very short-term problem,” said Wenger. “He is going for a scan and after that we will know more about it. He still has a very good chance of being available for Sunday.”

Elsewhere there was mixed news. “Eboue will be available,” said Wenger. “But Ljungberg and Gallas are still out.”

The return of the Ivorian right back will be welcome. He has featured in just 66 minutes of first-team action over the course of the last seven games.

Gilberto is suspended on Sunday after his red card at Blackburn last weekend. However Wenger was positive when asked how he would replace the in-form Brazilian.

“With a good player who will give everything against Manchester United,” he replied. “We have players like Flamini who can come in.  He did well at Liverpool recently.” 

Arsenal TV Online subscribers will be able to see the full interview on Friday morning. In it, Wenger discusses: Man United’s title credentials, Henrik Larsson, why he won’t talk of the title now, the Blackburn win, the race for the Champions League places, the chances of Lauren leaving and why Jeremie Aliadiere’s possible departure would be so painful for him.

FOCUS ON MAN UTD

 

Focus: 'It hurts to see Chelsea cavorting with trophies'

 

 

 

By Chris Harris

By Manchester United's lofty standards, three seasons without a title is a pretty poor show. Sir Alex Ferguson's side were the dominant force in English football in the 1990s but Arsenal - and more recently Chelsea - have kept the Premiership trophy away from Old Trafford since 2003.

That could all be about to change. United's title credentials were questioned before the current campaign kicked off but a flying start gave them the momentum to challenge Chelsea. At the time of writing they are six points clear of the champions, free of injury and firing on all cylinders. Oh yes, and they have Ronaldo, a man who has shrugged off the chagrin of press and fans alike in the wake of the World Cup to take his game to a new level.

Ahead of Sunday's big game at Emirates Stadium, we asked Stuart Mathieson of the Manchester Evening News about United's hunger, their two Footballer of the Year contenders, Henrik Larsson's impact and the reaction to Arsenal's 1-0 win at Old Trafford in September.

THE STORY SO FAR
"They started the season well and that has carried on. The fear was that United would have a slow start and playing catch-up with Chelsea is very tough. The mindset at United has often been along the lines of 'we'll be OK in the New Year, we'll be there or thereabouts' but that hasn't happened in the last two years. They have been too far behind Chelsea to catch them and that forced them to change their mindset. Ferguson pointed out publicly and in the dressing room that United could not afford a hit-and-miss start. I'm not surprised that United have maintained their solid start, I always felt they were good enough to keep it going. They are a confident bunch of players. After three seasons without a title the novelty will return if they win it but in fairness players like Neville, Giggs and Scholes have never lost that hunger. For these kinds of players this is the longest period they have gone without winning the title and so the hunger and desire is even sharper. As you know, it hurts to see Chelsea cavorting around Stamford Bridge with the trophy."

MAN OF THE MOMENT
"Well, the only thing that could deny Ronaldo the Player of the Year is Paul Scholes. The pair of them have been terrific and I don't think you can put a cigarette paper between the two. Ronaldo is a more prominent figure because of the World Cup incident and he captures the imagination, but ask United fans and they will tell you how impressive Scholes has been. As for Ronaldo, he always had the trickery but now he has the end product too. He came to United at 18 and at that age you just want to show off as much as you can. He infuriated Ruud van Nistelrooy because when David Beckham was here Ruud would make a run and know when the ball will come. With Ronaldo you never knew when he was going to cross, he would often check back, but now he knows when to do the tricks and equally knows when to send the ball over. He is much more productive now."

NEW FACES
"Henrik Larsson was terrific in his first game against Aston Villa. We'd all seen him in the Champions League Final when he made such an impact but there was always that wonder whether having made his decision to go back to Sweden, to a league nowhere near La Liga, he would mentally ready. Physically there is not an ounce of fat on him and mentally he's been terrific too. Even if he doesn't score he makes a big impact and creates space for others, we saw that when he came on against Arsenal in Paris last May. Larsson can score plenty of goals but he has also impressed with his intelligence and his running off the ball."

TALKING TACTICS
"There's no doubt Ferguson will put his best team out. He made a lot of changes over Christmas just to get them through that programme. If they'd played their best team throughout that period they would probably be shattered now but certainly all the big boys will be there against Arsenal. They respect Arsenal, especially what they have been doing of late, but they will attack at Emirates Stadium. Ferguson has a full squad to choose from and this is another important issue. In years gone by they have missed key players for long spells but that hasn't happened this season. Ji-Sung Park is back after an ankle operation and although Gabriel Heinze has been out Patrice Evra is playing so superbly that he wouldn't necessarily get in the side anyway."

IMPRESSIONS OF ARSENAL
"After Arsenal won at Old Trafford in September I think United were resigned to the fact that they were virtually outplayed. Arsenal passed them off the park and were the better side by far really. I don't know whether United got their tactics wrong but it served as a little wake-up call after winning their first four matches. United got out of the traps quickly but the wheels came off against Arsenal. There was a slight reaction against Reading in the next game but they have put it together since then."

Football League Arbitration Statement

Emirates Stadium

Football League Arbitration Statement

Following the decisions taken by the Football League Management Committee today, Arsenal would like to make the following statement in relation to the issues that needed to be resolved by the arbitration panel for the match at Emirates Stadium against Tottenham Hotspur on January 31st 2007.

Ticket Prices
“The Club submitted documentation to the Football League in relation to the ticket pricing policy for the Carling Cup semi-final against Tottenham Hotspur at Emirates Stadium.  In line with our Carling Cup ticketing policy, where pricing is significantly reduced, the Club proposed that all tickets within the stadium would be priced at £40 in the upper tier and £30 in the lower tier, together with concessions for children and OAPs for all areas of the stadium, including the away section. 

“The two clubs did not agree on this policy and the Football League ruled that we had to implement our Category B pricing structure whereby tickets cost between £32 and £66.  The Club reluctantly accepted this judgment but appealed that concessions were to be made available in all areas of the ground.  We are therefore pleased that the Football League has reviewed its decision to activate concessions throughout the stadium as it will make the match more affordable for families to attend.”

Ticket Allocation
“In relation to the ticket allocation for away supporters for the tie at Emirates Stadium, the Club is pleased that the Football League upheld its decision to cap the number at 5173, as the safety of spectators is paramount.  Emirates Stadium has been designed to host up to 9000 away supporters for a cup competition fixture in line with the 15% regulation.  However, to date, we have not hosted a cup match at Emirates Stadium and were therefore advised by the Football Licensing Authority and Islington Council, as well as supported by the Met Police, that it was unsafe to make the considerable increase from 3000 to 9000 away supporters in one single step. 

“On the upside, as a result of accommodating over 5000 away supporters for the first time at Emirates Stadium on January 31st, we will be in a position to review the opposition’s allocation with the necessary parties for future cup ties.  This will hopefully enable the Club to provide visiting teams with the maximum 15% allocation for the FA Cup and Carling Cup competitions. 

“We now look forward, to what we hope will be, two exciting derby matches between the two north London sides.”

ثابت کیهانی و شتاب انبساط دنیا

"بسم الله الرحمن الرحیم"

ثابت کیهانی و شتاب انبساط دنیا

همانطور که گفته بودیم از این به بعد هر چند وقت یک بار مسائلی را که در فیزیک بدون جواب رها شده اند را توسط تئوری  VMR-PCR توجیه می کنیم.

این بار در مورد شتاب دنیا و ثابت کیهانی بحث می کنیم.

2) چرا دنیا در حال شتاب گرفتن است (منبسط می شود)؟

چرا ثابت کیهانی مقدار بسیار ناچیزی در دید مایکروسکوپیک دارد؟ این امر دقیقا برعکس آنچه تئوری های میادین کوانتومی می گویند می باشد!

حال که این عدد کوچک است چرا باعث ایجاد یک انرژی نقطه ی صفر (Zero-Point Energy [ZPE]) عظیم برای خلا نمی شود؟

تئوری VMR-PCR در این مورد نوعی پیشرفته از فرضیه ی جهان تپنده را بیان می کند. در جهان تپنده می خوانیم که جهان در یک دوره منقبض می شود و بعد از رسیدن به نقطه ی اوج این عمل مهبانگی رخ داده و دنیا دوباره شروع به انبساط می کند و این چرخه تکرار می شود.

در جهان تپنده این نظر صریحا به عنوان یک فرض بیان شد زیرا استنباط مناسبی برای آن پیدا نشد.

همانطور که در بخش معرفی بیان کردیم VMR-PCR خلا را به عنوان یک پادماده عامل کنش با ماده و ایجاد گرانش می داند. در این مدل همچنین یک استثنا بر طبق اثبات ریاضی هاوکینگ (Hawking) مبنی بر وجود سفیدچاله نیز معرفی می کند. سفیدچاله ای که در مرکز دنیا قرار دارد و استثنا در آن نیروی دفع ماده بیشتر از دفع خلا است. این مقدار باعث می شود تا ماده ی متمرکز در مرکز دنیا پس از زمانی که جرم خود را نیز در عالم منتشر کرد دیگر قدرت غلبه بر دفع خلا را پیدا نکند و برعکس این عمل یعنی انقباض رخ خواهد داد.

عکس العمل این فرآیند نیز صادق است.

بدین منظور که بعد از مدتی که خلا تمام جرم دنیا را در نقطه ی مرکزی جمع کرد ماده دوباره قدرت دفع خود را باز می یابد و بعد از مهبانگ دوباره دنیا را وادار به انبساط می کند.

حال اینکه چرا این مقدار نسبت به نیروی آغازین شروع کننده ی دنیا بسیار کم است دلیلی بسیار واضح دارد:

اثباتی تقریبا لفظی در مقاله ی "ذرات بنیادین خلا و ضدمواد" کردیم اما حال دقیق تر پیش می رویم. قانون اول را به یاد بیاورید که در آن گفتیم مقدار نیروی دفع ضدماده (خلا) همیشه از دفع ماده (زمین) بیشتر است. تفاوت این مقادیر را برای زمین 10^30 نیوتن بیان کردیم. مشاهده کردید که در مقابل نیروی دفع خلا (17.94 x 10^32) نیوتن مقدار کمی به نظر می رسد.

حال از آنجاییکه گفتیم در مورد سفیدچاله ی مرکزی این نسبت بالعکس است (دفع ماده از خلا بیشتر است) این مقدار در جهت عکس (جهت انبساط عالم) خواهد بود. این مقدار تفاوت بین نیروها متناسب با شتاب دفع جرم مرکزی (شتاب عالم) می باشد.

اگر بخواهیم در همین جا فرمولی دقیق برای نیرویی که سفیدچاله ی مرکزی به دنیا وارد می کنید را حساب کنیم (نیرویی که باعث انبساط می شود) بر طبق اطلاعات زیر فرمولی تقریبا درست خواهیم داشت. ابتدا فرمول ثابت کیهانی را می نویسیم:

که در آن قرار می دهیم:

 

در فرمول اصلی واحد چگالی انرژی خلا گرم بر سانتی متر مکعب فرض شده است. از آنجاکه در این فرمول می خواهیم مقدار کلی را پیدا کنیم به اجبار باید به جای جرم موجود در یک سانتی متر مکعب جرم موجود در تمام حجم دنیا را در فرمول بگذاریم.

در فرمول بالا به جای جرم فرمول هم ارز نیرو بر شتاب را استفاده می کنیم. سپس طرفین و وسطین می کنیم تا از آن مقدار شتاب را بدست آوریم:

تا اینجا مشاهده می کنید که نیروی کل متناسب (F) با چگالی انرژی خلا (vacρ) است.

حال به جای نیرو همان ma را می گذاریم و به جای شتاب در آن V/t را قرار می دهیم تا فرمول زیر حاصل شود:

حال تمامی این مقادیر را در فرمول زیر که مربوط به نیروی دافعه ی سفیدچاله ی مرکزی می شود وارد می کنیم. این فرمول را در مقاله ی "نیروی خلا یا گرانش" اثبات کردیم. در آن مقاله بیان کردیم که خلا جرمی ندارد و فاصله ی بین ماده و خلا هم همیشه صفر است. به همین دلیل برای محاسبه ی  نیرو نمی توانیم از فرمول عمومی نیروی گرانش نیوتن استفاده کنیم. بنابراین با بهره گیری از قانون تعریف نیروی نیوتن بدست آوردیم که:

در دنباله ی آن نیز گفتیم که زمان در این معادله چنان مهم نیست زیرا ما یا نباید اصلا زمانی را مدنظر داشته باشیم یا در هر ثانیه (t = 1) معادله را تعمیم دهیم. پس برای کار بهتر نوشتیم:

پارامتر a = g را در فرمول جایگزین می کنیم تا نیروی عامل شتاب دنیا را اندازه گیری کنیم:

که در آن Mu جرم دنیا – Vu حجم دنیا – vacρ همان چگالی انرژی خلا – Δv تغییرات سرعت (برای انبساط منفی و برای انقباض مثبت) که در t = عمر دنیا بررسی می شود و در نهایت C سرعت نور در خلا و Fm نیروی دفع وارده از جرم (سفیدچاله) مرکزی به دنیا است.

حال چه تغییری مشاهده می کنید؟

مسلما این بار نیروی دفع ماده (Fm) با چگالی انرژی خلا (vacρ) نسبت عکس دارد.

به دلایلی که بعدا توضیح می دهیم دو عامل نیروی دفع ماده را با ثابت کیهانی هم ارز فرض کنید.

نتیجه چه می شود؟

در رابطه ی (1.1) یا همان فرمول ثابت کیهانی دیدیم که این ثابت متناسب با vacρ اما اگر ثابت کیهانی را به جای هم ارزش یعنی نیروی دفع ماده در فرمول بدست آمده ی نهایی وارد کنیم دقیقا برعکس قضیه ایجاد می شود.

یعنی می بینیم که ثابت کیهانی با vacρ نسبت عکس خواهد داشت.

اگر بار دیگر به عقب برگردید متوجه می شوید که یکی از سوال ها این بود که چرا با این مقدار کم ثابت کیهانی انرژی نقطه ی صفر (ZPE) بسیار بزرگ نمی شود؟

دیدیم که اگر چیزی را تغییر ندهیم از ابتدا داریم:

و می دانیم که طبق قوانین تجربی اثر کازیمیر (Casimir) انرژی نقطه ی صفر خلا متناسب با چگالی انرژی خلا است.

فرمول نهایی (1.7) که ارائه دادیم بیانگر این مطلب بود که ثابت کیهانی همان نیروی دفع ماده ی مرکزی در بازه ی معینی از سرعت انبساط یا انقباض دنیا (Δv) در طول عمر یک دنیا (t) است. (با فرض هم ارزی نیروی دفع ماده و ثابت کیهانی).

حال اگر رابطه ی (1.8) را درست فرض کنیم با کاهش مقدار ثابت کیهانی ZPE نیز می بایستی کاهش پیدا کند. طبق تمام معادلات میادین کوانتومی این فرض غلط است زیرا باید با کوچک تر شدن ثابت کیهانی ZPE بزرگی را داشته باشیم.

حال از این مطلب اگر شرط کنیم که ثابت کیهانی رابطه ی عکس با چگالی انرژی خلا و در نهایت با ZPE دارد تنها در قالب یک فرض استثنا و محال طبق رابطه ی (1.7) می توان گفت که کوچک تر شدن ثابت کیهانی باعث بزرگ تر شدن vacρ و در نهایت ZPE شده و آن این است که تمامی دیگر پارامترها ثابت و بدون تغییر باشند.

این موقعیت از آن جهت استثنا است که ما در فرمول Δv یعنی تغییرات سرعت انبساط و انقباض دنیا را قرار داده ایم که تنها در یک لحظه v1 و v2 برابر می شوند و آن هنگامی است که دنیا از حالت انقباض به انبساط یا بالعکس تغییر حالت می دهد. در واقع هنگامیکه جرم متمرکز در نقطه ی مرکزی متناسب با جرم خود نیروی دفعی برابر با نیروی دفع خلا به آن وارد کند. این حالت را می توان همانند اصطکاک در آستانه ی حرکت توجیه کرد.

بنابراین بهتر است که بگوییم تئوری های کوانتومی تا به امروز تنها آن لحظه را بررسی کرده اند که این یک استثنا در امور رایج دنیا است.

حال بهتر است بر سر این موضوع برویم که به چه دلیلی (به جز تناسب روابط) ما باید ثابت کیهانی و نیروی دفع ماده را هم ارز قرار دهیم؟

برای این موضوع بهتر است به سراغ این مطلب برویم که ثابت کیهانی اصلا چگونه و برای چه بوجود آمد؟

ثابت کیهانی توسط نسبیت عام اینشتین پیش بینی شده بود اما با اکتشاف هابل در مورد شتاب دنیا و پدیده ی انتقال به قرمز این موضوع از سر گرفته شد. پس این ثابت باید در واقع چند چیز را مشخص می کرد: اینکه سرعت انبساط دنیا یا شتاب آن را بیان کند یا اینکه نیرو و انرژی بوجود آورنده ی آن را معرفی کند.

اما بهتر است بدانید ثابت کیهانی در رابطه ی (1.1) واحدی برابر با 1 بر روی متر مربع دارد! در واقع این ثابت هیچکدام از گزنیه های بالا را تشریح نکرد. این یکی از ضعف های این تعریف بود که این ثابت می تواند هر عدد حقیقی ای باشد. در واقع خود معادله هم نمی دانست قرار است مرتبط با چه پارامتری ثابت ایجاد کند!

هنوز هم چنین مشکلی وجود دارد.

اما VMR-PCR این موضوع را در مورد نیرو تشریح کرده تا بتواند از هم شتاب سرعت حرکت و هم انرژی عامل را تعیین کند. (انرژی از فرمول هم ارزی نیرو و انرژی و ثابت هم ارزی برابر با 9.18 x 10^15 بدست می آید).

مساله ی دیگری نیز وجود دارد که چرا انرژی نقطه ی صفر (ZPE) در دنیا اشباع نمی شود؟ (طبق آزمایشات کازیمیر باید چنین امری رخ دهد).

"با تشکر"

محسن شفائی

هفت انگیزه برای فتح مریخ

انگیزه نخست: همانندی مریخ و زمین

در آغاز مطلب جالب است بدانید که سیاره ی سرخ دارای آب یخ زده در دو کلاهک قطبی است.همچنین مدارک علمی در دست دانشمندان گواه آن است که در روزگاران دور و شاید در دوران اخیر، آب به شکل مایع بر سطح آن جاری بوده است.نشانه های فرسایش در شیب کوه ها و دهانه های آتشفشانی در مریخ کاملا یادآور پدیده های جغرافیایی در زمین است و این ها همه نشانه هایی است از این که این سیاره ی خاموش، روزی زنده و باطراوت و شاید پذیرای حیات فرا زمینی بوده باشد.

در این تصویر که توسط مدارگرد نقشه بردار سراسری مریخ گرفته شده،رسوباتی را مشاهده می کنید که کاملا مانند پدیده های سطح زمین است.

و حال داده هایی کلی درباره ی کره ی مریخ یا بهرام.یک روز در این سیاره برابر 24.5 ساعت و اندازه ی آن یک سوم زمین است.البته نگران کوچک بودن آن نباشید چون سطح مریخ برابر سطح 7 قاره ی خشک بر روی زمین می باشد! جاذبه ی آن نیز حدودا 3 مرتبه کمتر از سیاره ی خودمان است.البته این کشش برای راه رفتن بر روی سطح مریخ بس است.توجه داشته باشید که این جاذبه ی کم، برتری بزرگی برای موشک های فضایی است بدین گونه که با کم بودن سرعت گریز، پرواز موشک از سطح مریخ با صرف انرژی کمتر و در پی آن با هزینه ی کمتری انجام خواهد شد.یقینا مانند این پدیده را در ماه نیز مشاهده کرده اید، وقتی که آپولو ماه را به مقصد زمین ترک کرد، انرژی کمتری به کار برد تا پرتاب از سکوی پرواز در زمین.

جاذبه ی کمتر در مریخ مزایای دیگری هم دارد. برای نمونه، ترابری مصالح برای شهر سازی در مریخ آسان تر خواهد بود.فواید زندگی در این شرایط هنوز ناشناخته است ولی پیش بینی می شود که این مساله برای بهبود ورم مفاصل و درد کمر سودمند واقع شود.شاید در آینده به جای چشمه های آب گرم سرعین، به بکارگیری پیرامون مریخ برای درد مفاصل متوسل شویم! همچنین پیش بینی می شود که نوزادان زاده شده در مریخ بلندقد تر از ما خواهند بود. پس بهتر است هیچ گاه با پسر عموی مریخی خود بسکتبال بازی نکنید!

همانندی دیگر مریخ با زمین در حرکت دورانی این دو سیاره است. مقدار انرژی گرمایی که به مریخ می رسد تا اندازه ای با زمین یکسان است و اگر این سیاره دارای جوی فشرده تر می بود؛ بی گمان آب و هوایی همانند زمین داشت. دمای بهرام هم اکنون بین 140- تا 20 درجه ی سانتیگراد می باشد.با وجود این سرما، هنوز هم مریخ بهترین مکان برای آدمی به شمار می آید، البته پس از زمین!

انگیزه دوم: راز های پنهان در سیاره ی سرخ

با همانندی هایی که اشاره شد بعید به نظر نمی رسد که حیات باکتریایی یا چیزی همانند آن در بهرام موجود باشد.برخی بر این باورند که وایکینگ آثاری از حیات را در سال 1976 به زمین مخابره کرده است.برخی نیز مدعی اند که ما شواهدی از حیات را در شهاب سنگ هایی که از مریخ آمده اند یافته ایم.مریخ پیماها نیز به نوبه ی خود در این راستا پژوهش کرده اند ولی بی گمان تنها راه برای اطمینان کامل، فرود آدمی بر سطح مریخ خواهد بود.تمام دانشمندان در این موضوع هم فکر هستند که توانایی آدمی در مشاهده ی کلی سطح مریخ و گزینش محل آزمایش و موشکافی داده ها با ربات ها قابل سنجش نیست.با کشف حیات در مریخ ما می توانیم پاسخ بزرگترین سوالات آدمی را بیابیم. پرسش هایی از قبیل: آیا ما در جهان تنها هستیم؟ به راستی بنیاد و ریشه ی حیات چیست؟ شرایط مناسب برای نجات حیات در کیهان چه می باشد؟

مطالعه ی بهرام از دیدگاه زمین شناختی هم بسیار جالب خواهد بود. بی گمان سطح مریخ بسیار کهن تر از سیاره ی ماست؛که این مطلب به شناخت چگونگی رشد و تغییر سیارات کمک شایانی خواهد نمود.افزون بر آنکه عوارض موجود بر سطح مریخ بسیار شگفت انگیز تر از زمین ماست زیرا که بزرگترین دره ها و آتشفشان های موجود در دستگاه خورشیدی، در سیاره ی سرخ جای گرفته اند.

انگیزه سوم: کمک به همبستگی زمین

فتح جهانی مریخ خواهد توانست دروازه ای نو به سیاست کشورها بگشاید.البته این درست است که هم اکنون زمین ما آرمان شهر شاعران نیست و شوربختانه، سیاست جنگ هنوز هم جریان دارد. ولی اگر خوب بیاندیشید، آدمی هیچ گاه به اندازه ی حال مستعد چنین رخدادی نبوده است.کشور های جهان قابلیت آن را دارا هستند که با همکاری مشترک، دروازه های فضا را بر روی آدمی بگشایند.برای نمونه، ایستگاه فضایی جهانی می تواند نمونه ای از این توان بنهفته باشد. تصور کنید کشمکش های جهانی پایان یابد و دستیابی به مریخ یک هدف جهانی گردد. نه تنها هدفی برای آمریکا،روسیه یا کشورهای دیگر، بلکه هدفی والاتر برای تمامی نوع بشر. حتی اگر فتح نخستین به دست یک کشور انجام گیرد باز هم مریخ برای همه ی انسان هاست.به دلیل شرایط خاص مریخ، محدودیت های دیرینه ی زمین در آنجا دستورفرما نخواهد بود. کیست که بتواند مانع کوچ زمینیان به مریخ گردد؟ چه بسا حتی مفهوم کشور ، تنها ویژه ی سیاره ی خودمان باشد و مفهوم نگهداری قلعه و سلطنت به تاریخ بیپوندد. پس چه زیباست که همگی انسان های جهان، دست در دست هم دهیم به مهر، مریخ خویش را کنیم آباد!

انگیزه چهارم: ارزش اقتصادی

سیاره ی مریخ از دید اقتصادی هم بسیار گرانبهاست.اگر سطح آن را در نظر بگیریم؛ مریخ با مساحت 144 تریلیون متر مربع به همان اندازه دارای فضاست که زمین خشکی دارد.مزایای چنین زمین گسترده ای از جوانب گوناگون کاملا روشن است.می توانید از پدربزرگتان بپرسید که در گذشته زمین متری چند بوده و آن را با قیمت روز بسنجید!ولی جدای از شوخی، به راستی این زمین بکر در مریخ، از دید سکونتی، صنعتی، اقتصادی و مانند آن، بسیار پربهاست.

نمایی از آیدا 243 ،در سمت چپ و ماه کوچک آن داکتیل، در سمت راست که توسط کاوشگر گالیله ی ناسا کشف شد.

همچنین این سیاره دارای مقدار قابل توجهی دوتریوم می باشد.دوتریوم یک ایزوتوپ پایدار هیدروژن است که یک میلی لیتر از آن انرژی برابر 20 تن زغال سنگ ایجاد می کند.در مریخ مقدار قابل توجهی هم فلزات کمیاب همانند پلاتینیوم، زر و نقره موجود است.ترابری این مواد از مریخ به زمین آسان خواهد بود.البته خرده سیارات اطراف بهرام نیز بسیار باارزش هستند. برای نمونه داکتیل، ماه خرده سیاره ی آیدا، با قطر 1.4 کیلومتر ،از تمامی آهنی که آدمی تاکنون در کره ی زمین بهره گیری کرده، بیشتر آهن دارد

جالب است بدانید که داکتیل نخستین ماه یک خرده سیاره بود که کشف گردید و کاوشگر گالیله آن را برای نخستین بار در سال 1993 یافت.منابع طبیعی این خرده سیارات می تواند در نزدیکی مریخ استخراج گردد و با هزینه ای اندک از این سیاره به زمین فرستاده شود

انگیزه پنجم: مکان سیاره

می دانیم که از دید مسافت، بهرام نخستین سیاره پس از زمین در دستگاه خورشیدی است و به طور تخمینی، نزدیک به زمین به شمار می آید.همچنین آن قدر به خورشید نزدیک هست تا از نور و گرمای آن بهره مند گردد.البته به اندازه ی کافی هم از خورشید دور هست تا از دگرگونی های گرمایی خورشید در امان بماند زیرا که ما هنوز کاملا از چرخه ی دراز مدت گرمایی خورشید آگاه نیستیم و در صورت بروز خطر برای زمین، مریخ می تواند پناهگاه خوبی برای آدمیان باشد.

انگیزه ششم: خانه ی دومی برای آدمی

مریخ می تواند یک نقشه ی پشتیبان برای نگهداری نسل آدمی در مواقع خطر باشد.با مطالعه ی تاریخ حیات بر سطح کره ی زمین مشاهده می کنیم که هر چند میلیون سال، گونه های حیات بدست شهاب سنگ ها و عوامل طبیعی دیگر تهدید شده اند.یک سیارک با قطر داکتیل که در مورد چهارم اشاره کردم توانایی آن را داراست تا ما را برای همیشه از سطح زمین بزداید.با نگرش بر آنکه زمان وقوع چنین فاجعه ای پیش بینی کردنی نیست؛ بهتر است خانه ی دوم خود، یعنی سیاره ی سرخ را برای روز مبادا آماده سازیم.

فرود آدمی بر سطح مریخ در آینده ی نزدیک، چندان دور از ذهن نیست.ولی پرسش اینجاست که آیا این مهاجرنشین قادر به برآوردگی همگی نیاز های خود خواهد بود و یا اینکه وابسته به سیاره ی مادر، یعنی زمین، باقی خواهد ماند؟ البته زمانی فرا خواهد رسید که مردمان مریخ برای نیازمندی های نخستین برای ادامه ی زندگی دیگر متکی بر زمین نخواهند بود.ولی آیا این بدان معناست که حیات با همه ی شگفتی ها و گوناگونی های بی مانندی که در زمین می شناسیم در مریخ وجود خواهد داشت؟ ممکن است بتوانیم خوراک مورد نیاز خود را در گلخانه های مصنوعی کشت کنیم ولی به راستی پرندگان، آبزیان، حیوانات وحشی،رود های خروشان و اقیانوس های مواج چه می شوند؟! آیا ما محکوم به ترک این شگفتی های زمین هستیم؟ شاید خیر! اینجاست که طرح زمینی سازی مریخ می تواند فروغ امیدی باشد برای نگهداری زیستگاه ها و شاید گسترش آن در گیتی.

زمینی سازی مریخ، فرآیندی تدریجی خواهد بود .در این تصویر تکامل این فرآیند را در چهار مرحله مشاهده می فرمایید.در انتهای فرآیند زمینی سازی، مریخ دیگر سیاره ای سرخ نخواهد بود و مانند زمین آبی رنگ خواهد شد.

همانگونه که از نام آن برمیاید ((زمینی سازی)) طرحی بلند پروازانه برای همانند ساختن پیرامون بهرام یا هر سیاره ی دیگر به زمین است.این ایده نخست بدست اخترشناس و مروج علوم نامی، کارل ساگان مطرح گردید.طرز کار آن بدین گونه است که آینه هایی در مدار مریخ قرار خواهند گرفت و نور خورشید را بر سطح سیاره متمرکز خواهند نمود.با گرم تر شدن سیاره، یخ های موجود در آن ذوب می گردد و با پایه ریزی شدن جوی فشرده تر، محیطی دلخواه تر برای آدمی به ارمغان می آورد.البته اجرای چنین کاری از دید مهندسی بسیار پیچیده و با پیشرفت آهسته و تدریجی خواهد بود.

انگیزه هفتم: چالشی برای آدمیان

بی گمان فتح و اسکان در سیاره ی سرخ، دشوارترین کاری خواهد بود که آدمی تاکنون با آن دست و پنجه نرم کرده است؛ درست همانند ساخت پل های سترگ یا آسمان خراش های بلند بالا، تسخیر مریخ نیز چالشی بزرگ برای آدمی و نمود رشد و پیشرفتی شگرف برای این گونه به شمار می آید.رویای زندگی در مریخ دیگر یک داستان علمی تخیلی نیست و ما می توانیم با فناوری امروز کار را آغاز کنیم.به نظر من، حتی اگر شش انگیزه ی پیشین وجود نداشت، تنها همین یک انگیزه کافی بود برای تسخیر این سیاره! ما مریخ را فتح خواهیم کرد نه تنها برای سود جستن از منابع و فواید آن، بلکه برای دشوار بودن و رویایی بودن آن، تا نشان دهیم که آدمی تواناست تا مرزهای گیتی را درنوردد و فهم و بینش خود را در سراپرده ی هستی گسترده سازد.به امید آن روز...

هوش مصنوعی از رهیافت علوم شناختی

هوش مصنوعی از رهیافت علوم شناختی

 
علوم شناختی حوزه‌ای مرکب از دانش‌هایی نظیر هوش مصنوعی، روان شناسی، عصب-روان شناسی، زبان شناسی، فلسفه ذهن و برخی دیگر از زمینه‌های مطالعاتی است.


این گستره پژوهشی با ماهیتی میان رشته‌ای درپی مطالعه پدیده‌ها و رفتارهای شناختی است؛ از ادراک (شامل حواس پنج گانه) گرفته تا فرآیندهای هوشمندانه (از قبیل حساب، حل مساله، تفکر شهودی، تصمیم گیری و...) و نیز زبان، حافظه، یادگیری و هر آنچه که بتوان آن را پدیده و رفتاری شناختی در نظر گرفت. روش‌های علمی و نظریه‌های شاخه‌های گوناگون علوم شناختی بر گسترش پژوهش‌ها و زمینه‌های مطالعاتی، بر حوزه‌های تحقیقی به صورت تعاملی تاثیراتی اساسی داشته اند.بر اساس چنین رهیافتی، محققان علوم کامپیوتر و هوش مصنوعی با استفاده از نظریه‌ها و روش‌های مطالعاتی علوم شناختی می‌توانند در جهت بهبود ایده‌ها و روش‌های نظری و عملی هوش مصنوعی در شبیه سازی و پیاده سازی رفتارهای هوشمند گام‌های مطلوبی بردارند.این مقاله، پیشگفتار کتاب «هوش مصنوعی از رهیافت علوم شناختی» است که هم‌زمان با چاپ و انتشار در اختیار روزنامه قرار گرفته است.

علم شناخت با گردآوری مجموعه‌ای از علوم گوناگون به منزله یک زمینه مطالعاتی میان رشته‌ای در پی تبیین فرآیندهای ذهنی و شناختی است تا از این رهیافت به ارایه شبیه‌سازی و مدل‌های گوناگونی از رفتارهای شناختی در حوزه‌های مورد ملاحظه خود بپردازد. موفقیت برق آسای علوم شناختی بعد از سال‌های 1970 دلایل مختلفی داشت؛ نخست، بلندپروازی نظری و ساده‌انگارانه اولیه این علوم در فهم فرآیندهای شناختی در انسان‌ها؛ دوم، تازگی این علوم و میان رشته‌ای بودن آنکه جاذبه‌ای فراوان داشت و سرانجام آنکه، ایده‌ها و کاربردهای عملی تازه‌ای را در زمینه هوش مصنوعی وعده می‌داد.

با وجود این،‌ اشتباه است اگر فکر کنیم که علوم شناختی نوعی برنامه تحقیقی همسان و بزرگ است که پژوهشگران با تخصص‌های مختلف را در هماهنگی کامل به همکاری گرد می‌آورد. علوم شناختی، همانند فیزیک نیوتونی یا شیمی ارگانیک، یک علم واحد متجانس را تشکیل نمی‌دهند. کسی که می‌خواهد به طور کامل با تمامی زمینه‌های مطالعاتی آن آشنا شود، ره به خطا برده‌است. در این علم، توده‌ای از رشته‌های اصلی و فرعی گردآمده‌اند که با یکدیگر تلاقی دارند. از این رو، از طرفی، آزمایش‌ها و نظریه‌های موضعی در مورد رفتارهای شناختی به طور ناهماهنگ و پراکنده ارایه می‌شوند و تحقیقات کاربردی و مجادلات فلسفی در هم آمیخته شده‌اند و از طرف دیگر بحث‌های پرشوری در مورد خطر تحدید‌گرایی و سردستگی بعضی رشته‌ها مانند هوش‌مصنوعی یا عصب‌شناسی طرح می‌شود. بنابراین علوم شناختی هنوز از یک مجموعه علمی متجانس و یکپارچه فاصله دارند و به ابرهایی متراکم می‌مانند که به واسطه سطوح مختلف تحلیلی و الگوهای رقابتی در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند.

الگوهای تفکر از رهیافت علم شناخت

در درون علوم شناختی، چندین الگو در مصاف‌اند: نمادگرایی که فرآیند تفکر را به صورت زنجیره‌ای از نمادها در نظر می‌گیرد و پیوندگرایی که این فرآیند را به مثابه کنشی گسترده و گسترش‌پذیر می‌پندارد، آن چنان که فرآیند تفکر، متأثر از شبکه گسترده‌ای از واحدهایی کوچک است. تمایز میان این دو الگو در چگونگی روش پردازش اطلاعات است. نمادگرایی پردازش متوالی و پیوندگرایی پردازش موازی را به کار می‌گیرد.

نمادگرایی

ایده اساسی در الگوی نمادگرایی عبارت است از یک اصل ساده: فکر کردن یعنی محاسبه کردن. تمامی افکاری که مغز ما را اشغال می‌کنند به صورت زنجیره‌ای از نمادهاست و از طرف دیگر فرآیند پردازش این نمادها برخوردار از محاسباتی ساده و پیچیده است که دانشمندان این حوزه بایستی بتوانند این رابطه محاسباتی را بیابند. نخستین بار این ایده را فلاسفه‌ای مانند گوتفرید لایب‌نیتس (1716-1646 ) و تامس‌هابز (1679-1588) طرح کردند، اما این فکر در آن زمان به عنوان اندیشه‌ای بلند پروازانه و چالش برانگیز تلقی می‌شد.

با پیدایش کامپیوتر این ادعا جانی دوباره گرفت. براین اساس نظریه محاسباتی ذهن طرح شد که ادعا دارد توصیف مجموع تفکرات انسانی به صورت محاسبات نمادین قابل بازنمایی است.

بنابر این تلقی، تفکر انسانی، از لحاظ شناختی، مانند برنامه‌ای کامپیوتری عمل می‌کند. به این معنا که عملیات منطقی (‌نفی، عطف, فصل و...) را که به کمک نمادهایی انتزاعی (X,Y,A,...) بازنمایی می‌کند، با هم ترکیب کرده و سیستمی منطقی را در جهت اخذ نتایج منطقی عرضه می‌کند. مثلا‌ گزاره "ابرها موجب باران یا برف می‌شوند" براساس این رویکرد به صورت B v C => A رابطه‌مند می‌شود. در این ساختار A نماد ابر، B نماد باران و C نماد برف است.

بنابراین، طرح مدل‌سازی نمادین عبارت است از تبدیل تفکرات انسانی (که با زبان روزمره بیان می‌شوند) به یک سلسله عملیات منطقی (به زبان نمادین) که در نوع خود قابل تبدیل به یک سلسله محاسبات ابتدایی (به زبان ماشین، یعنی زبان کامپیوتر یا زبان نورون‌ها) است.

پیوندگرایی

امروزه، پیوندگرایی به مثابه رقیب اصلی تلقی نمادگرایی طرح می‌شود. مدل پیوندگرایی که براساس تحقیقات زیست‌شناس اعصاب، وارن مک کولوگ (1969-1899) در مورد سیبرنتیک و شبکه‌های عصبی عرضه شد، فعالیت‌های شناختی را به منزله نوعی مدل پیوندی می‌پندارد.

ایده پایه‌ای عبارت است از اینکه تفکر انسانی برای حل مسایل شناختی صرفا از طریق یک سلسله استنتاج‌های منطقی صورت نمی‌گیرد، بلکه مسایل شناختی متاثر از تعامل میان واحدهای کوچک محلی است که به صورت شبکه‌ای به یکدیگر پیوند شده‌اند.

بدون آنکه بخواهیم به توصیف دقیق ساختار شبکه پیوندی (که انواع متفاوتی دارد) بپردازیم،‌ بایستی اشاره شود که تعداد زیادی گره (نورون‌ها یا سلول‌های فوتو الکتریک) وجود دارند که به صورت شبکه‌ای به یکدیگر متصل می‌شوند.

هر گره ممکن است،‌ بر حسب محرک خارجی یا حالت گره‌های مجاور، حالت فیزیکی متفاوتی به خود بگیرد. با چنین قالب‌بندی است که به سرعت حالت کلی پایداری ظاهر می‌شود. همین قالب‌بندی کلی، حالت شناختی معینی را به وجود می‌آورد.

الگوی پیوندگرایی که‌ پردازش موازی توزیعی‌ نیز نام دارد، کاری با محاسبه نمادین ندارد. بر اساس این دیدگاه به نظر می‌آید که سازمان سلول‌های مغزی، که میلیاردها نورون محلی در آن به هم پیوند می‌خورند، بدین گونه عمل می‌کنند. مدل‌های مصنوعی پیاده‌سازی شده بر اساس این الگو در دو زمینه دستاوردهای خوبی به بار آورده است: بازشناسی اشکال (اعم از دیداری و شنیداری) و دیگری شبیه‌سازی رفتارهای ساده (مانند برداشتن و گذاشتن اشیا) و بعضا پیچیده.

هوش مصنوعی از رهیافت علوم شناختی

راسل و نورویگ در کتاب هوش مصنوعی، رهیافتی نوین بر اساس هشت کتاب مرجع در زمینه هوش‌مصنوعی و طراحی سیستم‌های هوشمند، چهار رهیافت اساسی را تحت عنوان تعریف هوش‌مصنوعی، که بر اساس سیر تاریخی تحقیقات و مطالعات در این زمینه گرد آمده‌اند، طرح کرده و جدولی را ارایه می‌دهند:

هر یک از خانه‌های این جدول رهیافتی را در راستای نظریه‌پردازی، سپس طراحی و تحقق هوش‌مصنوعی نشان می‌دهند. مطابق این جدول، از سویی دو رهیافت افقی فوقانی، تحقق هوش‌مصنوعی را مبتنی بر تفکر/ استدلال و فرآیند تفکری هوشمندانه ارزیابی می‌کنند و دو رهیافت افقی تحتانی، تحقق هوش‌مصنوعی را مبتنی بر رفتار و فرآیند عمل و رفتاری هوشمندانه نشان می‌دهند و از سویی دیگر، دو رهیافت عمودی سمت راست، طراحی هوش‌مصنوعی را به مثابه عملکردی منطقی که استنتاج‌هایی منطقی و برخوردار از صدق منطقی را فراهم می‌کند، معرفی کرده و دو رهیافت عمودی سمت چپ، هوش‌مصنوعی را به مثابه عملکردی شبه‌انسانی که وفادار به تجربه‌های انسانی است (آن چنان که لزوما برخوردار از صدق منطقی نیستند)، بیان می‌کند. از نظر تاریخی تمامی این مواضع در طراحی سیستم‌های هوشمند، علاوه بر همکاری با یکدیگر نقشی رقابتی و انتقادی نسبت به یکدیگر نیز داشته‌اند. بی‌مناسبت نیست که در تبیین نقش و جایگاه علم شناخت در طراحی و پیاده‌سازی هوش‌مصنوعی به شرح مختصری برای هر یک از رهیافت‌های همکار و رقیب فوق پرداخته شود.



تفکر/ استدلال

سیستم‌هایی که منطقی (/عقلایی) فکر می‌کنند

"مطالعه توانایی‌های ذهنی با به‌کارگیری مدل‌های محاسباتی." (چارنیک و مک درمات، 1985)

"مطالعه محاسباتی که امکان دارد منجر به ادراک، استدلال و کنش شود." (وینستون، 1992)

سیستم‌هایی که منطقی (/عقلایی) عمل می‌کنند

"هوش محاسباتی، مطالعه طراحی عامل‌های هوشمند است." (پول و همکاران، 1998)

"هوش‌مصنوعی... به رفتار هوشمند در مصنوعات مربوط می‌شود." (نیلسون، 1998) هنر خلق ماشین‌هایی که عملکردی را انجام می‌دهند که وقتی آن عملکرد توسط انسان‌ها انجام می‌گیرد مستلزم هوشمندی است." (کارزویل، 1990)

سیستم‌هایی که شبیه انسان فکر می‌کنند

"تلاش نوین هیجان‌انگیز، برای ساخت کامپیوترهایی که فکر می‌کنند... ماشین‌هایی به همراه ذهن، تمام و کمال و حسی فاقد تخیل." (هاوگلند، 1985)

"[خودکار کردن] فعالیت‌هایی که با تفکر انسان مرتبط‌اند، فعالیت‌هایی از قبیل تصمیم‌گیری، حل مساله، یادگیری..." (بلمن، 1978)

سیستم‌هایی که شبیه انسان عمل می‌کنند

"مطالعه چگونگی ساخت کامپیوترهایی که کارهایی را انجام می‌دهند که اکنون انسان، آنها را بهتر انجام می‌دهد." (ریچ و نایت، 1991)



عملکرد انسانی؛ رهیافت آزمون تورینگ

آزمون تورینگ در سال 1950 توسط آلن تورینگ مطرح شد، این آزمون ادعا داشت معیاری را برای مشخص کردن فعالیت هوشمندانه ارایه می‌دهد.

در این آزمون، کامپیوتر به همراه شخصی مورد آزمایش قرار می‌گیرد، میان فرد و کامپیوتر مانعی قرار دارد تا موجب آن شود که فرد وجود کامپیوتر را احساس نکند.

شخص آزمایش‌کننده، پرسش‌هایی را طرح می‌کند و کامپیوتر به پرسش‌های مطرح شده پاسخ می‌دهد. پس از پایان آزمون اگر فرد پرسش‌کننده نتواند تشخیص دهد که با کامپیوتر محاوره کرده‌است، نتیجه آزمون با اثبات توانایی هوش محاسباتی به نفع کامپیوتر است و در صورتی که فرد تشخیص دهد با کامپیوتر در محاوره بوده‌است، هوش محاسباتی بازنده این آزمون است.

امروزه با توجه به دستاوردهای نظری و عملی در علوم و مهندسی سیستم‌های محاسباتی می‌توان ادعا کرد که پیاده‌سازی چنین کامپیوتری نیازمند قابلیت‌هایی اساسی است که برخی از آنان را می‌توان این چنین برشمرد:

- پردازش زبان طبیعی: تا بتواند به طور موفق با زبان طرف محاوره گفت‌وگو کند و ارتباط برقرار کند؛

- بازنمایی دانش: تا آنچه را که درک می‌کند و می‌شنود ذخیره کند؛

- استدلال خودکار: تا از اطلاعات ذخیره شده در خود برای پاسخ به پرسش‌های جدید و ارایه نتایج تازه استفاده کند؛

- یادگیری ماشین: تا با شرایط جدید سازگار شده و الگوها را کشف و برون‌یابی کند.

آزمون تورینگ از تعامل فیزیکی میان فرد پرسش‌کننده و کامپیوتر اجتناب می‌کند، چرا که شبیه‌سازی فیزیکی شخص پرسش‌کننده برای هوشمندی ضروری نیست.

امروزه می‌توان آزمون تورینگ را به صورت کامل‌تری از لحاظ فنی نیز عرضه کرد. آزمون کامل تورینگ را می‌توان برخوردار از سیگنالی ویدیویی نیز کرد تا پرسش‌کننده بتواند از طریق آن قابلیت‌های ادراکی طرف گفت‌و‌گو را بیازماید. از این رو دو مولفه دیگر به موارد فوق اضافه می‌شود:

- بینایی کامپیوتر: برای درک اشیاء؛ و

- رباتیک: برای حرکت اشیاء و جابه‌جایی آنان.

این شش حوزه مطالعاتی، امروزه بخش‌های عمده‌ای از طراحی هوش‌مصنوعی را تشکیل می‌دهند. مهندسان و محققان هوش‌مصنوعی تلاش زیادی برای عبور از آزمون تورینگ انجام ندادند، چرا که باور داشتند پرداختن به اصول طراحی و پیاده‌سازی آن مطلوب‌تر از وقتی بود که برای تحقق آزمون تورینگ بایستی صرف می‌کردند.

تفکر منطقی (/عقلایی)؛ رهیافت قوانین تفکر

ارسطو فیلسوف یونان، یکی از اولین کسانی بود که تلاش کرد تا "تفکر درست" را کشف کند، یعنی فرآیندهای استدلال انکارناپذیر. قیاس ارسطو الگوهایی را برای ساختارهای استدلالی فراهم کرد؛ آن چنان‌که همیشه به هنگام ارایه مقدمات درست، نتایج درست حاصل می‌شود؛ مثلا سقراط انسان است؛ تمامی انسان‌ها میرایند؛ بنابراین، سقراط میراست." این قوانین مستلزم تفکر حاکمیت عمل ذهن می‌شوند و مطالعه این قوانین حوزه‌ای را که منطق نامیده می‌شود بنیان می‌نهند.

منطق‌دانان در قرن نوزدهم، نمادگذاری دقیقی را برای گزاره‌ها درباره تمامی انواع اشیاء موجود در عالم و رابطه میان آنان بسط دادند. در 1965 برنامه‌هایی کامپیوتری پدید آمدند که علی‌الاصول می‌توانستند هر برنامه قابل حلی را که با نمادگذاری منطقی توصیف می‌شد، حل کنند. این سنت منطق‌گرایی در هوش‌مصنوعی، محققان را در ارایه برنامه‌هایی منطقی برای خلق سیستم‌های هوشمند امیدوار کرد. چنین رهیافتی با دو مشکل همراه بود: اول کسب دانش غیرصوری و سپس برگرداندن این دانش به زبانی صوری و نمادسازی منطقی آن دانش که همیشه فرآیندی آسان نیست؛ دوم آنکه گاهی اوقات تمایزی جدی میان تحلیل و حل مساله در زبانی صوری و تحلیل همان مساله از لحاظ عملی ایجاد می‌شود.

از این رو، حتی مسایلی که پیوستگی کمتری با امور واقع در جهان واقعی دارند گاهی اوقات می‌توانند فرآیندهای استنتاجی منابع محاسباتی کامپیوترها را دچار مشکل کنند.