آموزشی فیزیک نوین چیست؟

[Puyannnn]

فیزیک نوین (فیزیک جدید یا فیزیک مدرن) به تحولاتی گفته می‌شود که با نظریه‌های نسبیت و فیزیک کوانتومی و کاربرد آنها در درک اتم، هسته اتم و ذرات تشکیل دهنده آن، آرایش اتم‌ها در مولکول‌ها و جامدات و در مقیاس کیهانی، منشأ و تحول عالم شروع شد؛ و در مقابل فیزیک کلاسیک قرار دارد که بر پایه نظریه‌های مکانیک نیوتونی و الکترومغناطیس ماکسولی می‌باشد. هرچه زمان پیش می‌رود، به نظر می‌رسد واژه نوین یا مدرن برای نظریه‌هایی که پایه آن‌ها در سال‌های آغازین سده بیستم میلادی بنا شده‌است، کمتر درخور و سزاوار است. به هر حال، کاربرد این واژه هنوز هم ادامه دارد.

در پایان سده نوزدهم میلادی تصور بر این بود که فیزیک کلاسیک می‌تواند با اطمینان تمام پدیده‌های فیزیکی را توجیه کند و حتی عقیده ماکس پلانک چنین بود که در زمینه فیزیک تمام کشفیات مهم انجام شده‌است؛ اما در آغاز سده بیستم دوره جالب و پرثمری در تاریخ دانش فیزیک پدید آمد؛ در این دوره، دانشمندان در شاخه‌های فیزیک اتمی و فیزیک هسته‌ای دستاوردهای قابل توجهی کسب کردند، که با استفاده از فیزیک کلاسیک توجیه پذیر نبود و معلوم شد که برای سازگار شدن رفتار الکترون‌ها و اتم‌ها با رفتار اشیای عادی اصول و مفاهیم کاملاً نوینی لازم است. نسبیت و مکانیک کوانتومی دو نظریه‌ای بودند که در آغاز سده بیستم از سوی آلبرت انیشتین، ورنر هایزنبرگ و دیگران ابراز شدند و بدین ترتیب، برای غلبه بر نارسایی‌های فیزیک کلاسیک در برخی زمینه‌ها فیزیک نوین به وجود آمد؛ فیزیک نوین در مباحث مربوط به پدیده‌های اتمی و هسته‌ای جانشین فیزیک کلاسیک شد، اما در مباحث مربوط به پدیده‌های ماکروسکوپی فیزیک کلاسیک هم چنان معتبر است و در واقع، حالت خاصی از دو نظریه جامع تر نسبیت و مکانیک کوانتومی است.

 

[Puyannnn]

روش فیزیک روش گالیله است که بعداً توسط نیوتون تکمیل شد. یعنی موضوع مورد نظر توسط تجربه (انجام آزمایش) و تجریه و تحلیل ریاضی بررسی می شود. برای انجام آزمایش در فیزیک ،معمولاً ابتدا یک رشته اندازه گیری انجام می شود. مجموعه فعالیتهای تجربی را مشاهده می گویند. نتیجه مشاهده ها و اندازه گیریها، شالوده کار دو مرحله تجزیه و تحلیل ریاضی را فراهم می سازد.



فیزیکدانانی که بیشتر در زمینه طرح ریزی و انجام آزمایشها و جمع آوری اطلاعات از طریق اندازه گیری پژوهش می کنند فیزیکدانان تجربی هستند. مجموعه ای از مدلها و رابطه هایی که از طریق تجربه ها به دست می آیند، یک نظریه (تئوری) را می سازند. فیزیکدانانی که با تجریه و تحلیل داده های تجربی (مشاهده ها) نظریه می سازند. فیزیکدانان نظری یا نظریه پرداز هستند.

 

[Puyannnn]

در قرن نوزدهم میلادی، علم فیزیک بیشتر تا اینکه بر اساس تلاش برای یافتن انرژی و اصول حرکت و قوانین طبیعی ماده بنا شده باشد، غالباً بر اساس روش‌های پیشرفته تحلیلی پایه‌گذاری شده بود که در آن زمان استفاده روزافزون و دسترسی فراینده‌ای پیدا کرده بودند. علومی همچون صداشناسی، ژئوفیزیک، اخترفیزیک، آیرودینامیک، فیزیک پلاسما، سرماشناسی، و فیزیک حالت جامد به شاخه‌های دیگر پژوهش فیزیک همانند نورشناخت، دینامیک شاره‌ها، الکترومغناطیس، و مکانیک پیوستند. در قرن بیستم فیزیک حتی با مهندسی برق، مهندسی هوافضا، و مهندسی و علم مواد نیز پیوندهای بسیار نزدیکی برقرار کرد، و فیزیکدان‌ها علاوه بر محیطهای آکادمیک، در آزمایشگاه‌های دولتی و صنعتی نیز مشغول به کار شدند. با رشد چشمگیر جمعیت فیزیکدان‌ها و بدنبال جنگ جهانی دوم، مرکز ثقل فعالیت‌های علمی فیزیک در کشور آمریکا متمرکز گردید. لیکن در دهه‌های اخیر علم فیزیک بیش از هر زمانی در گذشته حالتی همگانی و بین‌المللی پیدا کرده‌است.

 

[Puyannnn]

فیزیک کلاسیک

مکانیک کلاسیک

سینماتیک حرکت
دینامیک حرکت

آکوستیک
گرانش
مکانیک تحلیلی
اندازه گیری

الکتریسیته و مغناطیس

الکتریسیته
مغناطیس
الکترومغناطیس
الکترودینامیک
فیزیک رادیو
فیزیک امواج

اپتیک

فیزیک قطعات نوری
فیزیک لیزر
اپتیک هندسی
اپتیک موجی
اپتیک کوانتومی

فیزیک جامد و الکترونیک

فیزیک الکترونیک
فیزیک حالت جامد
فیزیک ابررسانا
فیزیک لایه نازک
فیزیک قطعات نیم هادی
ماده چگال

فیزیک نظری

فیزیک محاسباتی
کاربرد کامپیوتر در فیزیک
قوانین بقای فیزیک
تاریخ علم
فلسفه علم
ثابت‌های بنیادی فیزیک
ریاضی فیزیک
دستگاه بین‌المللی یکا

فیزیک هسته ‌ای

فیزیک مواد
آشکارسازی ذرات
فیزیک شتابدهنده
فیزیک راکتور
فیزیک ذرات بنیادی

متا فیزیک

علم یوگا
هوش فرازمینی
علم هیپنوتیزم
روانکاوی
عالم ملکوت

فیزیک نوین

فیزیک لیزر
فیزیک پلاسما
انرژی
فیزیک خلا
فیزیک اتمی
مکانیک کوانتومی
نسبیت
فیزیک انرژی بالا

حرارت و ترمودینامیک

ترمودینامیک
مکانیک سیالات
مکانیک آماری

نجوم و اختر فیزیک

کیهان شناسی
نجوم
اختر فیزیک
مکانیک سماوی
فیزیک فضا
فیزیک جو

فیزیک محیط زیست

ژئوفیزیک
هواشناسی
فیزیک پزشکی
فیزیولوژی
فیزیک زلزله‌ شناسی
فیزیک دریا

 

[Puyannnn]

فیزیک چگونگی عملکرد جهان طبیعی را از طریق فرمول‌های ریاضی کاربردی شرح می‌دهد. این علم با نیرو‌های بنیادی جهان و چگونگی تعامل آن‌ها با ماده و نگاهی همه‌جانبه از کهکشان‌ها و سیارات گرفته تا اتم‌ها و کوارک‌ها سروکار دارد.

تمام علوم طبیعی دیگر ناشی از فیزیک است. شیمی در اصل فیزیک کاربردی است و اساساً زیست‌شناسی، شیمی کاربردی است. نظریه‌های فیزیکی عامل پیشرفت‌های الکترونیکی است که پیشرفت‌های کامپیوتر‌های مدرن و رسانه‌های الکترونیکی را تسریع می‌کند.

الکتریسیته
یکی از بزرگترین کشف‌هایی که بشر تاکنون انجام داده، الکتریسته است. با درک صحیحی از فیزیک، ما تونسته‌ایم آن را برای استفاده‌های مفید تحت کنترل درآوریم. با ایجاد اختلاف ولتاژ مثلا باتری، می‌توانیم الکترون‌ها را به حرکت درآوریم که اساس تمام الکتریسیته است. حرکت الکترون‌ها به مداری که به رادیوها، تلویزیون‌ها، لامپ‌ها و هر وسیله برقی دیگر اجازه می‌دهد تا کار کنند، نیرو می‌هد.

ترانزیستور
ترانزیستور ابتدایی‌ترین بخش یک کامپیوتر است که اجازه ساخت تراشه‌های کامپیوتری را می‌دهد. ترانزیستور با دستیابی به فیزیک جامدات (اختراع نیمه‌رساناها) پیشرفت کرد. نیمه‌رسانا‌ها بخش‌های ساده‌ای از عناصر هستند که تحت دما و ولتاژ مختلف رفتار متفاوتی دارند. این بدان معناست که با کاربرد‌های مختلف ولتاژ، یک نیمه‌رسانا می‌تواند برای نگهداری و ذخیره اطلاعات ساخته شود، زیرا تا زمانی که ولتاژی برای تغییر اعمال نکرده‌اید، یک نیمه‌رسانا ولتاژ پایین یا بالا خارج می‌کند. ولتاژ‌های بالا بصورت ۱ (یک) و ولتاژ‌های پایین بصورت ۰ (صفر) تفسیر می‌شوند. تمام کامپیوتر‌ها از طریق این سیستم ساده، می‌توانند اطلاعات را در میلیارد‌ها ترانزیستور کوچک ذخیره کنند.

پرواز
پیشرفت هواپیما در درجه اول به پیشرفت‌های فیزیکی منجر شد. هواپیما‌ها طبق فرمول دینامیک سیال برنولی قادر به پرواز هستند. میزان افرادی که یک هواپیما قادر به حمل آن است با مقدار قدرتی که موتور می‌تواند برای پرتاب تولید کند، متناسب است. این موضوع درست است، زیرا نیروی پرتاب، بال‌ها را به جلو هل داده، هوا روی بال خمیده شده و هواپیما بلند می‌شود. هوایی که بالای بال‌ها خمیده شده باعث ایجاد فشار کمتر و حرکت آهسته‌تر هوا در زیربال شده و ‌ قسمت پایین را هل ‌می‌دهد تا هواپیما بلند شود.

پرواز فضایی
علم راکت به شدت به فیزیک متکی است و فرمول‌های رانش و احتراق مستقیماً از آن مشتق می‌شود. نیروی احتراق یک کمیت قابل اندازه‌گیری است و نیرو می‌تواند مستقیما از طریق یک نازل برای ایجاد نیروی محرکه هدایت شود. با استفاده از معادلات شناخته شده می‌توان نیروی رانش لازم برای پرتاب را محاسبه کرد. درک درست فشار نیز خلاء فضا را برطرف می‌کند. پرواز فضایی به عنوان یکی از بزرگ‌ترین دستاورد‌های آینده بشریت از طریق درک فیزیک معرفی خواهد شد.

انرژی هسته‌ای
بمب هسته‌ای، بعنوان یکی از قدرتمندترین سلاح‌های در دست بشر، مستقیما به فیزیک مرتبط است. بمب اتمی از فرآیندی به نام شکافت برای جدا کردن هسته اتم‌های سنگین استفاده می‌کند. این فرآیند به ما اجازه می‌دهد تا انرژی درونی موجود در ماده را آزاد کنیم. این درک از ماده همچنین به ما اجازه می‌دهد تا مقدار غیرقابل توصیفی از انرژی که می‌تواند برای اهداف غیرنظامی استفاده شود، تولید کنیم. بعلاوه شکافت یا ترکیب اتم‌ها مختلف می‌تواند راه‌حل آینده برای نیاز ما به انرژی باشد.

 

[Puyannnn]

تا به حال از خودتان پرسیده‌اید که:

آیا قوانین فیزیک حقیقت دارند؟

به عبارت بهتر آیا آن‌چه ما به عنوان قوانین فیزیک می‌شناسیم بیان مطلقی از قوانین طبیعت است؟



شاید پیش از آن که ما فراگرفتن علم فیزیک را آغاز کنیم بهتر است مفاهیمی از این دست را از خودمان بپرسیم. اگر کلمه‌ی فیزیک یا قوانین فیزیک را در گوکل جست‌وجو کنیم منابع بسیار زیادی برای توضیح این واژه در دسترس ما قرار می‌گیرد که بیش‌تر آن‌ها درست است. اما برای کسی که فیزیک‌پیشگی را انتخاب می‌کند مهم است بداند این مفاهیم تا چه اندازه حقیقت دارند و تا چه اندازه می‌توانیم به دانسته‌های فیزیک تعصب نشان دهیم.

اندیشه‌های نو در علم و به ویژه علم فیزیک، که بسیار از انیشتین تأثیر پذیرفته است بر این باورند که بهترین قوانین فیزیک نیز بیان حقیقت مطلق نیست، و آن را بیانی تقریبی از حقیقت می‌شمارند. بر اساس چنین اندیشه‌هایی و بر خلاف نظر بیکن و ماخ، این قوانین خلاصه‌ای از واقعیات تجربی انگاشته نمی‌شودکه هر جوینده‌ی سخت‌کوش و به دور از پیش‌داوری بتواند به آن‌ها دست یابد.

بشر در طول سالیان دراز به مشاهده‌ی طبیعت پرداخته است و واقعیاتی که مشاهده کرده است را تنظیم کرده و به جهان علم ارائه داده است. نوآوری و ابتکار بشر، در تنظیم این واقعیات ناگزیر وارد شده است. در چارچوب علم، این واقعیات به شکل نظریه‌ها به جهان ارائه شده است؛ نظریه‌هایی که به توصیف دنیای پیرامون ما پرداخته‌اند و هدف آن‌ها اغلب توصیف پدیده‌ها و تفسیر رفتار طبیعت است. اما همان‌طور که انیشتین در سال ۱۹۵۲ نوشته است: «هیچ راه منطقی‌ای برای بنا نهادن یک نظریه وجود ندارد…». برای مثال مشاهده‌ی حرکت سیارات و مدارهای آن‌ها به خودی خود وجود نیروی گرانش را ایجاب نمی‌کند. بر اساس نظریه‌ی نیوتن شکل حرکت سیارات و گردش آن‌ها به گرد خورشید، درنتیجه‌ نیروی گرانش خورشید است که متناسب با وارون مجذور فاصله بین دو جرم است. می‌توانیم بگوییم نیوتن این نیرو را ابداع کرده است. چنین نیرویی در نظریه‌ی نسبیت عام انیشتین وجود ندارد؛ بر اساس این نظریه سیارات به همان اندازه که خمیدگی فضا-زمان ایجاب می‌کند مستقیم حرکت می‌کنند. خمیدگی فضا-زمانی که سیارات در آن قرار گرفته‌اند ناشی از وجود خورشید (سنگین‌ترین جرم منظومه‌ی خورشیدی) است. در نظر داشته باشیم که به صورت ایده‌آل در این مثال حرکت سیارات تنها با اثری که از خورشید می‌گیرند توجیه شده است و اثرات خارج از منظومه‌ی خورشیدی و اثرات ناشی از سیارات روی هم در نظر گرفته نشده است.

در حقیقت، نظریه‌ی فیزیکی آمیزه‌ای ذهنی از مفاهیم، تعاریف و قوانینی است که یک مدل ریاضی برای بخشی از طبیعت وضع می‌کند. بنابراین بیش از آن که بگوید «طبیعت چیست؟»، از چگونگی آن می‌گوید. برای مفید بودن یک نظریه، آشکارترین لازمه‌ی آن سازگاری با تجربه (تجربه‌پذیری) است. اما سازگاری با تجربه هر قدر هم که باشد نمی‌تواند یک نظریه را ثابت کند، تا حدی به این دلیل که هیچ آزمایشی نمی‌تواند بی‌نهایت دقیق باشد و تا حدی به این دلیل که نمی‌توان همه‌ی موارد مربوط را آزمود. از سوی دیگر ناسازگاری با تجربه، به طور ضروری منجر به نفی نظریه‌ی فیزیکی نمی‌شود، به جز در صورتی که بتوان نظریه‌ای در همان حد ساده یافت که جایگزین آن شود. چنین ناسازگاری‌ای تنها ممکن است منجر به محدود شدن «حوزه‌ی اعتبار کافی» شناخته شده برای آن مدل شود.

برای مثال، با توجه به آن چه امروز می‌دانیم، اگر قوانین نیوتن برای مکانیک ذرات را به یاد آوریم می‌بینیم، هرچند این قوانین برای سال‌های متمادی خوب کار کرده‌اند و حتی امروز در حرکت با سرعت‌های کم درست و کارآمد هستند، اما برای توصیف حرکت ذراتِ بسیار سریع صادق نیستند. یا با توجه به علم امروز نظریه‌ی گرانش نیوتنی برای توصیف جزئیات ظریف مدارهای سیارات کافی نیست. با همه‌ی این‌ها به این دلیل که قوانین «درست‌تر» نسبیتی از نظر ریاضیات پیچیده هستند، در حوزه‌هایی که دقت شناخته‌شده‌ی قوانین نیوتن به قدر کافی باشد مورد استفاده قرار می‌گیرند.

با این که تا امروز نسبیت خاص و عام از نظریات مسلم فیزیک هستند که درستی آن‌ها از طریق آزمایش‌های زیادی تحقیق شده است، و کشف اخیر امواج گرانشی نیز اعتباری دو چندان به نظریه‌ی نسبیت عام داده است، بهتر است در مورد آن هم تعصب نداشته باشیم. شاید روزی ثابت شود که نظریه‌ی نسبیت هم در حدود دقتی که تا امروز بشر به آن دست نیافته یا به فکر کسی نرسیده است، کفایت ندارد.

چیزی که باید در نظر داشته باشیم این است که هر نظریه‌ی علمی تنها یک مدل است و جز این که باید سازگاری کافی با تجربه، انسجام درونی، و سازگاری با مفاهیم علمی روز داشته باشد، دو مشخصه‌ی دیگر برای یک نظریه‌ی خوب وجود دارد. یکی زیبایی یا سادگی از نظر ریاضیات یا مفهوم است. اما این چیزی است که باید در ذهن بشر متولد شود؛ زیبایی ریاضیات یک نظریه اغلب به فرمول‌بندی خاص آن نظریه بستگی دارد (به بردارها، تانسورها، جبر کلیفورد، گروه‌ها، و … ). یک لازمه‌ی حیاتی دیگر برای یک نظریه‌ی خوب، که پوپر بر آن اصرار دارد ابطال‌پذیری (falsifiability) یا امکان ابطال تجربی است. نظریه‌های علمی نباید متعصب باشد. یک نظریه‌ی متعصب دچار انجماد می‌شود. هرچه نظریه‌ای بهتر باشد، شمار پیشگویی‌هایی که ابطال آن را ممکن می‌کند بیش‌تر است. از سوی دیگر یک نظریه‌ی علمی نباید به گونه‌ای باشد که برای هر نتیجه‌ی متناقضی که دارد همواره نیاز به اصلاح و تغییرات موضعی داشته باشد.

با این تفاسیر، نظریه‌ها موتورهای فیزیک هستند. تلاش برای ابطال‌های تجربی نظریه است که فیزیکِ آن را رو به جلو سوق می‌دهد. آن‌چه برای یک دانشمند و فیزیک‌دان امروزی ضروری است، انعطاف در برابر ایده‌ها و نظریه‌های نو و پذیرش برخی اشکالات وارد بر نظریه‌هایی است که سال‌ها به آن‌ها باور داشته است و حتی در آزمایشات بسیاری درستی آن‌ها ثابت شده است.

راه پیشرفت دانش بشری از نگاه کردن از پنجره‌هایی نو به دنیای پیرامون ما می‌گذرد. آن‌چه بر ما مسلم است این است که هنوز بیش از نود درصد چیزی که دنیای ما را می‌سازد برای ما ناشناخته است، و بنابراین شاید نادرست نیست که بگوییم بهترین نظریه برای توصیف دنیای ما هنوز ارائه نشده است.

 

[Puyannnn]

حتی تبیین ساده ترین رویدادها در بر دارنده کل تاریخ کائنات است. ماه به دور زمین می چرخد. زمین و سایر سیارات به دور خورشید.همه اجرام منظومه شمسی از قانون گرانش عمومی تبعیت می کنند.
همه چیزها یی که در این جا وجود دارند از خود نظم، هماهنگی،ثبات و جاودانگی بروز می دهند. ظاهرا جایی برای عوامل تاریخی یا تصادفی وجود ندارد. با این همه ... به موجب قوانین نیوتن مدار زمین باید یک بیضی باشد نه چیزی بیش از این. این قوانین در باره جهت چرخیدن زمین چیزی نمی گویند. آنها نمی خواهند که سطح چرخش در سطح معینی باشد. چه چیز جهت حرکت زمین به دور خورشید را تعیین می کند؟
چرا مدارهای سیارات و اقمار آنها ،تقریبا همگی در یک سطح قرار دارند ؟
این مطالب خارج از حوزه قوانین نیوتن قرار می گیردند. ما باید به جای دیگر نگاه کنیم. من مثال خاص منظومه شمسی را انتخاب کرده ام تا وضعیتی بسیار کلی را در فیزیک نشان دهم.
در واقع ،قوانین فیزیک فقط بخشی از واقعیت را تبیین می کنند. آنها به ما می گویند که اگر شرایط معینی محقق شود،چگونه رویدادها اتفاق می افتند.آنها بر این شرایط که فیزیکدانان آنها را شرایط «آغازین»یا «محدود کننده »می نامندکنترلی ندارد.
به مثال مان در مورد زمین باز می گردیم . به منظور تبیین تفصیلی حرکت آن ،باید در امتداد زمان به گذشته باز می گردیم. نخست به ولادت زمین باز می گردیم.حرکت امروزی آن خاطره ای از پر تابش (مثل پرتاب یک ماهواره )را حفظ می کند. زمین،مسیر و جهت حرکت خود را از سحابی گازی شکلی به ارث برده که در آن متولد شده است. این سحابی که به شکل یک قرص مسطح بوده است ،حول محور خود می چرخیده و این چرخش را به کلیه اجرام تشکیل دهنده خود از جمله خورشید،سیارات ،قمرها و سیارک ها منتقل کرده است . به این دلیل است که صفحات مدارهای آنها تقریبا بر هم منطبق است ، چرا که مدتها قبل در در قرص سحابی شکل گرفتند .
(باز به همین دلیل است که از زمین آنها را در صورت فلکی منطقه بروج مشاهده می کنیم. خود این سحابی نیز از یک مجموعه قوانین فیزیکی تبعیت می کند. اما در این جا وضعیت بسیار پیچیده است . ما در باره عواملی که باعث چرخش و جهت چرخش های ابرهای بین ستاره ای شده اند اطلاعات بسیار اندکی داریم. البته نوعی چرخش عمومی کهکشان وجود دارد ،اما تلاطم های موضعی و سایر عوامل نیز دست اندر کارند ،مثل پیوندهای مغناطیسی نیرومند ی که سحابی ها را مثل مرواریدهای یک گردنبند به هم پیوند می دهد.
در اصول ،این عوامل هنگامی شناخته و درک خواهند شد که بتوانیم تاریخ کلیه عناصر کهکشان مان و کلیه کنش های متقابلی را که از سر گذرانده اند باز سازی کنیم. اما در عمل ،این کار امکان نا پذیر تر از کار مامور بیمه انبارهای غله است.اگر فرض کنیم که به رغم همه این واقعیت ها دست یافته ایم،هنوز کارهای زیادی بر جای می ماند ،زیرا اکنون با مشکل عظیم منشا کهکشانها ،تلاطم ها و میدانها مغناطیسی آنها مواجهیم.تنها چیزی که کیهان شناسان جرات ابراز آن را دارند این است که این پدیده ها ظاهرا از درون خصوصیات ماده ای بیرون می آیند که در زمان پیدایش کهکشانها وجود داشته اند .کاریکاتوری از این وضعیت را می توان شرح زیر بیان کرد :چیزها همان چیزی هستند که هستند ،چون همان چیزی بوده اند که بوده اند.برای تبیین پدیده ای تا به این حد متداول چون چرخش زمین ،ناگزیریم به منشا کاینات باز گردیم ،به گذشته ای که در آن همه سر نخ های مان در «شب زمان»گم شده است (که البته بیان ضعیفی است ،زیرا آن زمان های در شعله های گدازان تشعشع اولیه شسته شده اند ).
به اختصار می توان گفت که برای درک هر واقعیت یا رویدادی ، دانستن همزمان کلیه قوانین فیزیکی مربوط به آن و پیوندهای یی که این قوانین در قالب آنها عمل می کنندضرورت دارد .
این پیوند ها و قوانین ،در چارچوب زمان و مکان ،قدم به قدم کل کائنات را به وجود می آورند. در این چارچوب است که تصادف نیز نقش خود را بازی می کند. تصادف یک عامل ضروری باروری کیهانی دیدیم که در سراسر حماسه ما تصادف دست اندرکارند .هسته در دل آتشین ستارگان سر گردان است. یک تصادف اتفاق می افتد و یک هسته سنگین تر شکل می گیرد.در اقیانوس اولیه دو مولکول با هم در تماس قرار می گیرند . آنها ترکیب می شوند و نظام پیچیده تری را به دنیا می آورند. در داخل یک سلول ،یک پرتو کیهانی باعث نوعی چرخش می شود . یک پروتئین خصوصیات تازه ای کسب می کند.یقینا هر یک از این ذرات از قبل توانایی ترکیب شدن یا تغییر یافتن را داشته اند . اما رویداد مساعدی لازم بوده است تا این امکان به تحقق بپیوندد. سازمان یابی کائنات مستلزم آن است که ماده خود را در اختیار بازی های تصادف قرار دهد.