فناوری اطلاعات چیست؟

فناوری اطلاعات چیست؟

فناوری اطلاعات دنیای جدیدی از علوم را عرضه کرد .عبارت فناوری اطلاعات (IT) یا به تعبیر کاملتر فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) فن آوری اطلاعات و ارتباطات ITC چیست نگاهی به تعاریف بنیادی فن آوری اطلاعات IT مخفف عبارت انگلیسیInformation & Communication Technology است .منظور از آن مجموعه ابزارها و روش های لازم برای تولید، پردازش، نگهداری، توزیع و انهدام سیستم های مبتنی بر اطلاعات به معنی فراگیر آن (شامل متن، صوت و تصویر) است و به مجموعه ای گفته می شود.

در فن آوری اطلاعات و ارتباطات ۴ فرآیند نهفته ودرونی است:
اول: تولید،

دوم: پردازش

سوم: ذخیره

چهارم: بازیابی

پنجم: انتقال اطلاعات که در ابتدا و قبل از حضور ارتباطات امروزین و با نبود مبحث انتقال اطلاعات تنها فن آوری به فن آوری اطلاعات موسوم بود

اجزای فن آوری اطلاعات و ارتباطات ICT که دارای یکی از اجزای زیر باشد:

– سخت افزار (Hard ware)
– نرم افزار (Software)
– سیستم های ارتباطی (Communication Systems)
در ابتدا چند واژه اصلی در مقوله فناوری اطلاعات، تعریف و تفاوت بین آنها را به منظور روش شدن بحث، تشریح می کنیم:

داده data :
بر اساس تعاریف موجود در منابع،‌ می توان چنین داده یا دیتا DATA را تعریف نمود :

داده ها گروهی از نمادها،‌کلمات، اعداد، نمودارها و حقایق گسسته و بی مفهومی هستند که رخدادها را نشان می دهند.

داده ها حقایقی هستند که از طریق مشاهده و‌تحقیق بدست می آیند. مواد خامی که هنوز پردازش نشده اند مانند تاریخ و مقدار یک صورتحساب، تعداد پرسنل شرکت،‌ جزئیات لیست حقوق. در مثال ساده تر ؛ تاریخ تولد شما در ابتدا در برابر سن شما یک داده محسوب می شود که برای استفاده پس از پردازش و اعلان سن شما به اطلاعات بدل می شود

اطلاعات Information :
اطلاعات را بر اساس تعاریف موجود در منابع،‌ می توان چنین تعریف نمود :

اطلاعات، داده های پردازش شده و حقایقی با مفهوم هستند که به توصیف و تعریف داده ها می پردازند و توسط گیرنده پیام درک و تفسیر می شوند.

در واقع داده ها با افزودن۵ ویژگی شامل زمینه (Context) ، طبقه بندی (Categorization) ، محاسبه (Calculation) ، اصلاح (Correction) ، و جمع شدگی (Condensation) ، به اطلاعات تبدیل می شوند.

اصول تبدیل داده به اطلاعات:
هنگام تهیه گزارش ها، باید از نیازها، تحصیلات و موقعیت کاربران و استفاده کنندگان در سازمان آگاه باشیم و داده ها را بر اساس نیاز آنان به اطلاعات مورد نظر تبدیل کنیم. همچنین اطلاعات باید دقیق و به روز باشند به طوری که باعث بهبود تصمیمات شوند.پارامترهای به موقع بودن، مناسبت، دقت، جزئیات، تکرار و قابلیت فهم به عنوان ویژگی های اصلی اطلاعات مطرح هستند. دانش: اطلاعات در مرحله بعدی این فرایند به وسیله پرسنل سازمان به دانش تبدیل می شود. برای تولید دانش در یک فرایند نیاز به اطلاعات، نیروی انسانی و مدیریت دانش داریم. دانش از مهمترین نتایج این فرایند است که باعث ایجاد مزیت رقابتی برای سازمان می شود.

امروزه دانش را به عنوان مهمترین منبع نوآوری، بهره وری انسانها و در نهایت رشد و بقای سازمان می شناسند. در منابع علمی معتبر نیز دانش را آمیخته ای از نظرات تجربیات، تئوری ها، الگوها، مهارت و سرمایه های اطلاعاتی تعریف می کنند.

اطلاعات چیست؟ و چگونه تعریف می شود؟

به این ترتیب اطلاعات پاسخگوی سئوالاتی مانند چه چیزی (What) ، چه کسی (Who) ، چه زمانی (When) ، و کجا (where) است و دانش نیز پاسخگوی سئوالات چگونگی (How) است. خرد: پس از ایجاد دانش، خرد یا بینش (Wisdom) مرحله نهایی این فرایند است.

خرد یا بینش در برگیرنده مبانی، اصول و الگوی اولیه برای فهم و به کارگیری دانش مناسب برای یک منظور خاص یا معین است. به عبارت دیگر دانش روش پیاده سازی و استفاده از اطلاعات و پاسخی برای سئوال چرا (Why) است. ارتباطات برای اینکه از اطلاعات تهیه شده استفاده شود باید آن را در اختیار کاربر قرار داد و این انتقال از طریق مفهوم ارتباطات انجام می شود. ارتباط چندین شکل مختلف دارد مانند مکالمه حضوری، مکالمه تلفنی، ملاقاتهای رسمی، نامه ها و گزارش ها.

عوامل ارتباطات نامطلوب:
باید از هر گونه عاملی که باعث ارتباطات نامناسب می شود مانند نوشتار ضعیف یا غیر منطقی، طراحی بد، تصویر با کیفیت پایین و اختلالات فیزیکی اجتناب کرد. بهترین نوع ارتباط نوعی از ارتباط است که گیرنده و فرستنده هر دو مفهوم یکسانی را برداشت کنند و علی رغم همه پیشرفت های قرن بیستم هنوز ارتباطات مناسب به ندرت انجام می شود. بنابراین مدیران فناوری اطلاعات سازمانها می بایست با تدابیر لازم و آماده سازی این بستر نسبت به بهبود سطح ارتباطات سازمان اقدام کنند.

سیستم های اطلاعاتی:
همانطوری که می دانید تعریف سیستم عبارت است از مجموعه ای از اجزای به هم پیوسته که برای تحقق هدفی واحد، با هم در تعامل هستند. هر سیستم از ورودی ها، خروجی ها، فرایند، بازخورد و محیط تشکیل شده است. سیستم اطلاعاتی نیز به سیستمی گفته می شود که برای کاربران سازمان به منظور حمایت و پشتیبانی از تصمیم گیری ها اطلاعات تهیه می کند مثلاً یک سیستم حقوق و دستمزد (چه به صورت دستی و یا مکانیزه (CBIS) یک سیستم اطلاعاتی تلقی می شود.
از انواع سیستم های اطلاعاتی می توان سیستم های زیر را نام برد:

– سیستم پردازش داده ها (DP)
– سیستم اطلاعات مدیریت (MIS)
– سیستم پشتیبانی تصمیم گیری (DSS)
طرح جامع فناوری اطلاعات IT Master Plan
با توجه به رشد سریع فناوری اطلاعات در عرصه های مختلف و نیاز و وابستگی روز افزون (به ویژه در سازمان های متوسط و بزرگ) به این فناوری، یکی از وظایف مهم مدیران IT در سازمانها، به هنگام کردن سازمان با این تغییرات روز افزون است. به طوری که با حداقل هزینه، بهترین انتخاب را داشته باشند. طرح جامع فناوری اطلاعات سندی است که در آن پس از انجام بررسی های کارشناسانه ابتدا وضعیت موجود سازمان و سپس نیازها و برنامه های سازمان به منظور تامین کلیه نیازهای اطلاعاتی به صورت هماهنگی با ماموریت و چشم انداز کلی سازمان تبیین می شود.

با توجه به اینکه فناوری اطلاعات هزینه های زیادی را به سازمان تحمیل می کند مدیران فناوری اطلاعات، بایستی در طرح جامع فناوری اطلاعات خود، مسائل اقتصادی را به دقت تشریح و عواقب آن را مورد بررسی قرار دهند تا در نهایت بتوانند بهترین گزینه را برای سازمان خود انتخاب کنند و هماهنگ با سایر برنامه های سازمان در راستای ایجاد ارزش افزوده قرار گیرند.

آشنایی با مفاهیم بنیادی فرآیند فن آوری اطلاعات و ارتباطات:

تبدیل اطلاعات Conversion
تبدیل اطلاعات یعنی تبدیل اطلاعات از داده به اطلاعات یا از شکلی از اطلاعات به شکل دیگر در کلیه ابتدا آغاز فرآیند موجود

برای مثال اسکن کردن یک متن و تبدیل آن به یک فایل .

ذخیره سازی اطلاعات Storage
ذخیره سازی اطلاعات را می توان چنین برداشت نمود هرگونه عملیاتی که اطلاعات را برروی یک رسانه ذخیره کند معنا رسانه اینجا معنا خاص یک وسیله ایست که قدرت ذخیره و بازیابی وبعبارتی بازخوانی اطلاعات را داشته باشد.

برای مثال ذخیره کردن صدا بر روی CD یا ذخیره کردن اطلاعات عمل رایت موسیقی بر روی سی دی دخیره سازی اطلاعات بر روی رسانه Cd تعریف می شود

پردازش اطلاعات Processing
هرنوع عملیات بر روی داده یا اطلاعات در مسیر فرآیند تولید، ذخیره و بازیابی و انتقال اطلاعات و یا تبدیل داده به اطلاعات را به گونه ای که اطلاعات موجود را با افزایش افزوده همراه سازد پردازش اطلاعات تعریف می کنند

برای مثال محاسبه حقوق و دستمزد یا تهیه تراز مالی و یا محاسبه اقلام مورد نیاز برای خرید این مثالی از ایجاد ارزش افزوده اطلاعات است اما اگر تاریخ تولد من را بگیرید بعنوان داده و خروجی اتان سن من باشد اینهم پردازش تبدیل داده به اطلاعات محسوب می گردد.

تبادل اطلاعات Communication
هرنوع عملیاتی که برروی اطلاعات در مسیر فرآیند تولید، ذخیره و بازیابی اطلاعات انجام شود تبادل اطلاعات یا به تعبیر من انتقال اطلاعات محسوب می شود

مانند ارسال یک یا چند فایل از کامپیوتری به کامپیوتر دیگر ، مثالی عینی تر، همین اینترنت در آن انتقال اطلاعات از کامپیوتر مادر و سرور میزبان وبلاگ من به کامپیوتر و نرم افزار مرورگرشما انجام می شود.

تحلیل اطلاعات Analysis
هر گونه عملیات و فرآیندی که به تحلیل هوشمند، هدفمند و هوش گرای اطلاعات بدل شود تحلیل اطلاعات گویند ، تحلیل اطلاعات و پردازش اطلاعات در هوشمندی و تحلیل محتوایی درونی متفاوت می باشند اما از لحاظ خروجی و ارزش افزوده اطلاعات برابر هستند .مانند نرم افزارهای هوشمند طراحی صنعتی و ساختمانی.

انهدام اطلاعات Delete
هر نوع فرآیندی که باعث از بین رفتن و خروج بخشی از اطلاعات در فرآیند ذخیره ، بازیابی و انتقال اطلاعات شود انهدام اطلاعات تعریف می شود بدیهی است انهدام اطلاعات جز پردازش است که به نتیجه نابودی وجودی اطلاعات ختم می شود!!!!

مانند حذف اطلاعات اضافه و غیرضروری یک کامپیوتر

یک مثال عینی :

یک خبرگزاری داریم در این خبرگزاری فرضی به فن آوری اطلاعات رو آورده و کلیه عملیات خود را با فن آوری اطلاعات انجام می دهد و چهار اصل ذخیره ، بازیابی ، پردازش و انتقال اطلاعات را انجام می دهد.

خبرنگار فرضی این خبرگزاری ، خبر خود را به وسیله سخت افزار کامپیوتر و نرم افزار ویراستاری تحریر می کند و در قسمتی از کامپیوتر خود ذخیره می کند( ذخیره اطلاعات) سردبیر خبر را بازخوانی می کند وتصحیح می نماید ( بازیابی اطلاعات) ؛ و آن را روی سرور برمبنای خروجی و فرمت خاص می دهد ( پردازش اطلاعات ) حال این خبر برروی شبکه ملی پخش می شود( انتقال اطلاعات) پس چهار اصل اطلاعات را داراست.

تعبیر اصول فرآیند فن آوری اطلاعات و ارتباطات در مثال خبرگزاری:

این چهار اصل خبرگزاری را به فن آوری اطلاعات سوق داده است .

تبدیل اطلاعات برای مثال اسکن کردن یک متن و تبدیل آن به یک فایل.

ذخیره سازی اطلاعات پس از تایپ خبر و مقاله در روی حافظه دایمی کامپیوتر خبرگزاری ذخیره شود.

پردازش اطلاعات : ارقام و اعداد با کامپیوتر محاسبه و در خبر درج شود یا خبری مورد پردازش و ویرایش قرار گیرد

تبادل اطلاعات : خبر به صورت فایل و با فاکس میل به دفتر مرکزی مخابره شود!!!

تحلیل اطلاعات یک نرم افزار غلطهای احتمالی را تصحیح و از لحاظ نگارش خبر را ویراستاری کند انهدام اطلاعات: رییس خبرگزاری عصبانی و خبر را از خروجی خبرگزاری پاک کند دلیلش خوب دیگه!!!!

فن آوری اطلاعات در یک نگاه!!

فن آوری مربوط به سخت افزار و نرم افزار کامپیوتر برای پردازش ، ذخیره سازی و انتقال اطلاعات است.فن آوری اطلاعاتIT علم و مهارت های همه جنبه های محاسبات ، ذخیره سازی اطلاعات و ارتباطات است . آی تی IT مبحث جدیدی است که به سرعت رشد کرده و تغییرات بنیادی در دنیای کنونی ایجاد می کند ، این تغییرات ناشی از انجام روش های تجاری جدید ، ایجاد تنوعات و سرگرمی های جدید و به وجود آوردن هنرهای جدید می باشد.

تکنولوژی اطلاعات شامل موضوعاتی است که به علم و تکنولوژی کامپیوتر ، طراحی ، توسعه ، نصب و پیاده سازی سیستم ها و نرم افزارهای اطلاعاتی مربوط می شود.

فن آوری اطلاعات به طراحی و استفاده از کامپیوتر و ارتباطات برای حل انواع مختلف مسایل مربوط می شود. بسیار جالب توجه است که کامپیوترهایی که در ۵ سال پیش تولید شدند ، اکنون در تعداد زیادی از سازمان های بزرگ استفاده می شوند.

ما پذیرفته ایم که تقریبا تمام صورت حساب ها و پرداخت های ما از ادارات دولتی و سازمان های بزرگ توسط کامپیوتر چاپ می شوند و خدماتی مانند Bankcard و Medicare فقط به دلیل وجود آنکه کاربردهای کامپیوتر بسیار متنوع است ، از چاپ صورت حساب ها گرفته تا کنترل کوره های بسیار حساس ، همه آنها نیاز دارند که اطلاعاتشان در کامپیوتر ذخیره شده و برنامه ها توسط کامپیوتر با مهارت اداره شوند.

با تعاریف و تاریخچه فن آوری اطلاعات Information Technology آشنا شویم

ملل عقب مانده در جهان امروز آنهایی هستند که بسیار دیر به مرحله انقلاب با تعاریف و تاریخچه فن آوری اطلاعات Information Technology آشنا شویمصنعتی خود گام نهادند ، در آینده نزدیک ملل عقب مانده آنهایی خواهند بود که دیر به مرحله انقلاب اطلاعاتی وارد می شوند .

تعریفی از فناوری اطلاعات (IT):

اطلاعات (Information)
مطالبی است که از داده های خامی استخراج شود ؛ بعبارتی اطلاعات همان فرم قابل استفاده از داده‌ها است که از راه‌های خاصی پس از پردازش بدست می‌‌آید. به عبارت دیگر اطلاعات داده ایست که توضیح و تفسیر شده باشد مثلاً، با داشتن تاریخ تولد فردی بعنوان داده، می توان به اطلاعاتی چون تاریخ تولد و یا تفاوت سنی وی با خودمان پی بریم .

فن آوری (Technology)

ترکیبی از مهارت‌ها ، دانش‌ها؛ توانایی‌ها ، مواد ،ماشین‌ها و ابزارها است که انسان از آن برای تبدیل و یا تغییر مواد خام به اجناس ارزشمند یا خدمات استفاده می‌کند.

فن آوری اطلاعات
تکنولوژی است که برای ذخیره ، بازیابی ،انتقال و پردازش اطلاعات استفاده می‌شود. امروزه سازمانها و موسسات از تکنولوژی اطلاعات استفاده می‌کنند تا با بهره گیری از ذخیره ، بازیابی ،انتقال و پردا زش اطلاعات مدیریت نوین را در مجموعه خود اعمال کنند.

یک مثال ساده از تکنولوژی ای تی

فرض کنیم در یکی از دفاتر خبرگزاری در منطقه ای ، با بهره گیری از فن آوری اطلاعات روش نوینی را در عرصه خبر ارایه می دهند، بدین معنی که در دفتر چندین سیستم رایانه وجود دارد که با بهره گیری از شبکه داخلی با هم در ارتباط اند و هر یک به منظور تایپ ، ویرایش و ارسا ل خبر مجهز به نرم افزارهایی هستند. این مرکز مجهز به زیر ساختارهای فن آوری اطلاعات و ارتباطات است .به کلیه فن و اقداماتی که به کمک این مجموعه می آید تا تولید و انتشار خبر را انجام دهند ؛ در اصطلاح مهندسی ، فن آوری اطلاعات می گویند.

به بیانی دیگر علاوه بر تجهیزات شبکه داخلی و امکانات اینترنتی که این دفتر را به مرکز تهران متصل و امکان مخابره و یا دریافت اخبار را فراهم می سازد کلیه تجهیزات مخابراتی ، دوربین های دیجیتالی و امکانات سخت افزاری و نرم افزاری دیگز نیز شامل زیرساختارهای این فن آوری می شوند.یعنی کلیه عوامل و خدماتی که در انتقال اطلاعات در شبکه محلی و جهانی ، ذخیره اطلاعا ت بعنوان سابقه خبر ، بازیابی اطلاعات (باز خوانی خبر) و پردازش اطلاعات کمک می نمایند جز زیرساختار فن آوری هستند.به دانش بهره گیری از این زیرساختارها فن آوری اطلاعات و ارتباطات گویند البته مثالی که ذکر شد هرگز تمام ابعاد خصوصیا ت و ویژگیهای فن آوری اطلاعات را در بر نخواهد گرفت ، تنها تعریف ساده از یک اصطلاح فنی ، پیچیده وبحث برانگیز در مثالی نمادین ارایه شد .

مفهوم فن آوری اطلاعات و ارتباطات


همان مفاهیم فن آوری اطلاعات را شامل می گردد و چهار عنصر ۱- ذخیره اطلاعات ۲- بازیابی اطلاعات ۳- پردازش اطلاعات ۴- انتقال اطلاعات را به همراه دارد اما در این فن آوری اطلاعات نقش انتقال اطلاعات برجسته تر است و به نوعی لوازم سخت افزاری و مخابراتی مانند کامپیوترهای میان بر، شبکه های کامپیوتری و ماکرویوها ، خطوط خاص مخابراتی ایکس ۲۵ نقش بارزتر دارد یعنی ارتباطات نیز در مباحث نقشی معادل اطلاعات دارد البته متخصصین در این امر تفاوتهایی را قایلند ولی در مجموع ما همیشه فن آوری اطلاعات و فن آوری اطلاعات و ارتباطات را یکی فرض کرده ایم

تاریخچه فن آورى اطلاعات

پس از دردسترس قرارگرفتن کامپیوتر درسال ۱۹۵۰ میلادى، اولین کاربرد علمى که کامپیوتر درآن استفاده شد انتخابات ریاست جمهورى آمریکا درسال ۱۹۵۱ بود. درسال ۱۹۶۰ با حضور کامپیوتر بزرگ (Main frame) ایده توسعه پایگاه هاى اطلاعاتى متمرکز اطلاعات ومفهوم انفورماتیک(داده پردازی) شکل گرفت وکاربردآن درحوزه مدیریت اطلاعات طرفداران بیشترى پیدا کرد.

این ایده درسالهاى ۱۹۷۰ تا ۱۹۸۰ بصورت استفاده از سیستم هاى هوشمند وکمک به تصمیم گیرى شکل قوى ترى به خود گرفت وایده اصلى اتوماسیون ادارى وسیستم هاى بدون کاغذ را تقویت نمود. درکشورهاى دیگر مثل ژاپن ، آلمان، انگلستان وغیره نیز کاربردهاى کامپیوتر درزمینه خدمات بانکدارى، هتلدارى، مدیریت پروژه هاو… رشد نمود.

ضعف این سرویس ها وکاربردها درنبود سیستم هاى قوى ارتباطى بیشتر مشخص شد زیرا باوجود تلفن وتلگراف امکان انتقال اطلاعات با حجم بالا امکان پذیر نبود وقدرت سیستم هاى محاسباتى وکاربردهاى انفورماتیک آن تنها درحوزه هاى محدود قابل استفاده بود.

بارشد روزافزون شبکه هاى کامپیوترى وقدرت ارسال اطلاعات علاوه برصدا، ازطریق شبکه هاى مخابراتى دردهه ۱۹۸۰ گستره کاربردهاى انفورماتیک ازطریق شبکه رو به فزونى گذاشت . سپس با پیوند تاریخى قدرت محاسباتى کامپیوترها وامکان ارسال اطلاعات ، فن آورى اطلاعات (IT) متولد شد.

بطورکلى به مجموعه تکنیکهاو ابزارها وعلومى اطلاق میشود که درانجام فعالیتهاى جمع آورى، ذخیره، بازیابى، پردازش و… توزیع انواع اطلاعات (تصویر، داده، صدا و…) درهرسطحى ازکیفیت وکمیت مشارکت دارند.

مدیریت فناوریهای ارتباطات و اطلاعات(ITs ) در سازمان:

نگاه نوین به مسائل مدیریتی ایجاب می کند که مدیران به سادگی از کنار نقش تاثیر گدار فناوری های ارتباطی و اطلاعاتی عبور نکنند. ورود گسترده رایانه و ابزارهای جانبی آن به درون ساختار اجرایی و اداری سازمان ها و گسترش اقبال عمومی مدیران به انجام اطلاع رسانی در حیطه شبکه جهانی اینترنت حتی به صورت ظاهری امری است که باید با توجه و درایت خاصی به آن نگاه کرد. و راهکارهای مناسب را در بستر های موجود مشخص و به کاربست تا ابزارهای موثر در پیشرفت شاخص هایICT در سازمان به بهترین نحو ممکن، چه از نظر کمی و چه از جنبه کیفی مورد استفاده قرار گیرد.

ضمن اینکه از تحمیل هزینه های اقتصادی نامعقول بر دوش سازمان جلوگیری کند. گسترش و پیچیدگی علوم رایانه و فرآیندهای تولید تا توزیع اطلاعات با توجه به تنوع تخصصهای علمی و فنی به حدی است که هرکس نمی تواند به تنهایی در تمام ابزارهای اطلاعاتی و ارتباطی صاحب دانش های لازم باشد.با این وجود مدیر یک سازمان باید در حد لازم از اطلاعات تخصصی و پایه برخوردار باشد. اما امروزه در سازمان های بزرگ رسالت استقرار، توسعه و نظارت بر این فناوری ها بر عهده واحدهایICT می باشد. که بر حسب تنوع و حجم کار از متخصصین مختلفی تشکیل می شود ولی به هر حال مدیریت ICT در سازمان امری است که باید با نظارت مستقیم مدیر سازمان همرا باشد. تا هماهنگ و همسو با سایر برنامه ها و کارکردهای سازمان گام بردارد.

از جمله مهمترین گام ها و برنامه ها در مدیریت و هدایت راهبردیICT در سازمان توجه به کاربران و افرادی است که باید از این فناوری استفاده کنند. برگزاری دوره های آموزشی مبتنی بر نباز سنجی گروههای کاری، ترغیب و تشویق کارمندان و کارشناسان به استفاده ازIT در ابعاد کاری و حتی خصوصی و همچنین طراحی مدل های کوچچک و آزمایشی برای گسترش آگاهی و تجربه افراد می باشد.

منبع:فناوری اطلاعات چیست؟

فناوری اطلاعات چیست؟

کاربرد های فیزیک در فناوری

فیزیک علم شناختن قانون هی عمومی و کلی حاکم بر رفتار ماده و انرژی است

فیزیک علم شناختن قانون هی عمومی و کلی حاکم بر رفتار ماده و انرژی است. کوشش هی پیگیر فیزیکدانان در این راه سبب کشف بسیاری از قانون هی اساسی، بیان نظریه ها و آشنایی با بعضی پدیده هی طبیعی شده است. هرچند این موفقیت ها در برابر حجم ناشناخته ها، اندک است لیکن تلاش همه جانبه و پرشتاب دانشمندان امید بسیار آفریده که انسان می تواند رازهای هستی را دریابد. انسان در یکی دو قرن اخیر، با بهره گیری از روش علمی و ابزارهی دقیق توانسته است در هر یک از شاخه هی علم، به ویژه فیزیک دنیای روشن و شناخته شده خود را وسعت بخشد. در این مدت با دنیلی بی نهایت کوچک ها آشنا شده، به درون اتم راه یافته تا انواع نیروهای بنیادی طبیعت را شناخته، الکترون و ویژگی های آن را دریافته و طیف گسترده امواج الکترومغناطیسی را کشف کرده است.

فیزیک که تا اواخر قرن نوزدهم مباحث مکانیک، گرما، صوت، نور و الکتریسیته را شامل می شد، اکنون در اوایل قرن بیست و یکم در اشتراک با سایر علوم (مانند شیمی، زیست شناسی و…) روز به روز گسترده تر و ژرفاتر شده و بیش از ۳۰ موضوع و مبحث مهم را در برگرفته است (دانشنامه فیزیک تعداد شاخه های فیزیک را ۳۳ مورد معرفی کرده است.)

● فناوری:

فناوری، چگونگی استفاده از علم، ابزار، راه و روش بری انجام کارها و برآوردن نیازها است. به عبارت دیگر فناوری به کارگیری آگاهی های انسان برای تغییر در محیط به منظور رفع نیازها است. اگر علم را فرآیند شناخت طبیعت تعریف کنیم، فناوری فرآیند انجام کارها خواهد بود.در گذشته مثلاً در کشور ایران تا حدود یک صد سال پیش، زندگی ساده و ابتدایی بود و کارها با ابزارهای ساده و روش های اولیه انجام می شد. کشاورزی، حمل و نقل، تجارت، ساختمان سازی با روش های سنتی و ابزارهایی که در طول زمان از راه تجربه به دست آمده بود صورت می گرفت.

گرچه انسان به برخی از قانون های طبیعی دست یافته بود لیکن علم و عمل کمتر اثر متقابل در یکدیگر داشتند. دانشمندان راه خود را می پیمودند و صنعتگران و ابزارکاران به راه خود می رفتند تا آنکه عصر جدید آغاز شد و تمدنی به وجود آمد که همه چیز در راه مصالح زندگی انسان و توانایی او به کار گرفته شد.

در سال ۱۶۶۳ میلادی «جامعه سلطنتی لندن» تاسیس شد و هدف خود را ارتقای سطح علوم مربوط به امور و پدیده های طبیعی و هنرهای مفید از طریق آزمایش و تجربه به نفع «ابنای بشر» انتخاب کرد. چهار سال بعد فرهنگستان علوم فرانسه در پاریس شکل گرفت و بر مفید واقع شدن علم تاکید فراوان شد. اعضای این فرهنگستان برای هرچه به ثمر رساندن تحقیقات علمی در زندگی انسان، به تلاش پرداخته و از این بابت حقوق دولتی دریافت می کردند.(۱)

در سال ۱۸۵۳ موزه علوم لندن با نام «هیات معتمدین دایره علم و هنر و موزه ملی علم و صنعت» گشایش یافت اما نزدیک تر شدن علم و صنعت سبب شد که در سال ۱۸۸۲ بخش های مختلف این موسسه در هم ادغام شود و سازمان جدیدی با نام «دایره علوم کاربردی و تکنولوژی» تاسیس شود.

● نقش فیزیک در فناوری:

علم، کوشش در جهت دانایی و فناوری تلاشی در جهت توانایی است. این هر دو اثر متقابل در هم داشته اند. دانش سبب شد که ابزارها و روش ها کامل تر شوند و ابزارها نیز دقت انسان را در اندازه گیری ها و رسیدن به نتایج علمی بیشتر کرده است.

اکنون بسیاری از موضوع ها و مباحث فیزیک پیامدهای کاربردی داشته و عملاً در فناوری ها موثر بوده است. فناوری هی ارتباطات، فناوری های حمل ونقل (خشکی، دریایی، هوایی و فضایی)،فناوری های تولید (کشاورزی-صنعتی)، فناوری های استخراج انواع معادن و فناوری های ساختمان و انواع ماشین ها و فناوری های آموزشی وابسته به دانش مکانیک، الکتریسیته، الکترومغناطیس، ترمودینامیک، فیزیک هسته ای، نورشناسی، فیزیک بهداشت، فیزیک پزشکی و… است.

در این مقاله فقط به نقش فیزیک در فناوری های بهداشت و درمان می پردازیم تا مشخص شود چه اندازه فیزیک در تشخیص و درمان بیماری ها و بهداشت محیط مؤثر است.

● نقش فیزیک در تشخیص بیماری ها

پزشکان برای تشخیص بیماری ها از انواع وسایل ساده مانند دماسنج و فشارسنج، گوشی طبی (استتوسکوپ) تا دستگاه های بسیار پیچیده مانند میکروسکوپ الکترونی، لیزر و هولوگراف که همه براساس قانون هی فیزیک طراحی و ساخته شده استفاده می کنند. در این قسمت به ساختمان و طرز کار برخی از آنها می پردازیم.

● رادیوگرافی و رادیوسکوپی

رادیوگرافی عکسبرداری از بدن با پرتوهای ایکس و رادیوسکوپی مشاهده مستقیم بدن با آن پرتوها است. در عکاسی معمولی از نوری که از چیزها بازتابش می شود و بر فیلم عکاسی اثر می کند استفاده می شوند در صورتی که در رادیوگرافی پرتوهایی را که از بدن می گذرند به کار می برند.

پرتوهی ایکس را نخستین بار در سال ۱۸۹۵ میلادی، “ویلهلم کنراد رنتیگن” استاد فیزیک دانشگاه ورتسبورگ آلمان کشف کرد. این کشف بسیار شگفت انگیز بود و خبر آن با سرعت در روزنامه های جهان منتشر شد. جالب است که رنتیگن بر روی پرتوهای کاتدی کار می کرد و به طور اتفاقی متوجه شد که وقتی این پرتوها، که همان الکترون های سریع هستند به مواد سخت و فلزات سنگین برخورد می کنند پرتوهی ناشناخته ای تولید می شود او این پرتوها را پرتو ایکس به معنی مجهول نامید.

پرتوهای ایکس قدرت نفوذ و عبور بسیار زیاد دارند. به آسانی از کاغذ، مقوا، چوب، گوشت و حتی فلزهی سبک مانند آلومینیوم می گذرند، لیکن فلزهای سنگین مانند سرب مانع عبور آنها می شود. اشعه ایکس از استخوان های بدن که از مواد سنگین تشکیل شده اند عبور نمی کنند در صورتی که از گوشت بدن به آسانی می گذرند. همین خاصیت سبب شده که آن را بری عکسبرداری از استخوان های بدن به کار برند و محل شکستگی استخوان ها را مشخص کنند. برای عکسبرداری از روده و معده هم از پرتوهی ایکس استفاده می شود لیکن برای این کار ابتدا به شخص مایعاتی مانند سولفات باریم می خورانند تا پوشش کدری اطراف روده و معده را بپوشاند و سپس رادیوگرافی صورت می دهند.

کشف پرتوهی ایکس که به وسیله رنتیگن عملی شد سرآغاز فعالیت هی دانشمندانی مانند تامسون، بور، رادرفورد، ماری کوری، پیرکوری، بارکلا و بسیاری دیگر شد به طوری که نه فقط چگونگی تولید، تابش و اثرهای پرتو ایکس و گاما و نور شناخته شد بلکه خود اشعه ایکس یکی از ابزارهی شناخت درون ماده شد و انسان را با جهان بی نهایت کوچک ها آشنا کرد و انرژی عظیم اتمی را در اختیار بشر قرار داد.

پرتوهای ایکس در پزشکی و بهداشت برای پیشگیری، تشخیص و درمان به کار می رود به طوری که در فناوری های مربوطه یکی از ابزارهای اساسی است.

● سونوگرافی

سونوگرافی عکسبرداری با امواج فراصوت است. فراصوت امواج مکانیکی مانند صوت (۲) است که بسامد آن بیش از ۲۰ هزار هرتز است. این امواج را می توان با استفاده از نوسانگر پتروالکتریک یا نوسانگر مغناطیسی تولید کرد.

خاصیت پیزوالکتریک عبارت است از ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو طرف یک بلور هنگامی که آن بلور تحت فشار یا کشش قرار گیرد و نیز انبساط و انقباض آن بلور هنگامی که تحت تاثیر یک میدان الکتریکی واقع شود. بنابراین هرگاه از یک بلور کوارتز تیغه متوازی السطوحی عمود بر یکی از محورهی بلور تهیه کنیم و این تیغه را میان دو صفحه نازک فولادی قرار دهیم و آن دو صفحه را به اختلاف پتانسیل متناوبی وصل کنیم، تیغه کوارتز با همان بسامد جریان منبسط و منقبض می شود و به ارتعاش درمی آید و در نتیجه امواج فراصوت تولید می کند. پدیده پیزوالکتریک در سال ۱۸۸۰ به وسیله “پیرکوری” کشف شد و از آن علاوه بر تولید امواج فراصوتی، در میکروفن های کریستالی و فندک استفاده می شود.

امواج فراصوتی داری انرژی بسیار زیاد است و می تواند سبب بالا رفتن دمای بافت های بدن انسان، سوختگی و تخریب سلول ها شود. از این امواج در دریانوردی، صنعت و پزشکی استفاده می شود.

در پزشکی بری تشخیص، درمان و تحقیقات این امواج را به کار می برند. دستگاهی که برای عکسبرداری به کار می رود اکوسکوپ (۳) یا سونوسکوپ (۴) است. اساس کار عکسبرداری با امواج فراصوت بازتابش امواج است در این عمل دستگاه گیرنده و فرستنده موجود است و از بسامدهی میان یک میلیون تا پانزده میلیون هرتز استفاده می کنند. دستگاه مولد ضربه های موجی در زمان های بسیار کوتاه یک تا پنج میلیونیم ثانیه را در حدود ۲۰۰ ضربه در ثانیه می فرستد و این ضربه ها در بدن نفوذ می کند و چنانچه به محیطی برخورد کند که غلظت آن با محیط قبلی متفاوت باشد پدیده بازتابش روی می دهد و با توجه به غلظت نسبی دو محیط مقداری از انرژی ضربه هی فراصوت بازتابش می شود. دستگاه گیرنده این امواج را دریافت می کند و به کمک دستگاه الکترونی و یک اسیلوسکوپ آن را به نقطه یا نقاط نورانی به تصویر تبدیل می کند. عکسبرداری با فراصوت را بری تشخیص بیماری های قلب، چشم، اعصاب، پستان، کبد و لگن انجام می دهند.

● وسایل الکتروپزشکی

بخشی از وسایل تشخیص بیماری ها، دستگاه هایی هستند که براساس قانون های مربوط به الکتریسیته و الکترونیک ساخته و به کار گرفته می شوند. نمونه ای از این دستگاه ها عبارتند از الکتروکاردیوگراف، الکتروبیوگراف و الکترو آسفالوگراف. این دستگاه ها می توانند با رسم نمودارهایی وضع سلامت یا بیماری را بری پزشک مشخص کنند. ممکن است این دستگاه ها مجهز به نوسان نگار باشند و در نتیجه نمودارها مستقیماً بر روی یک صفحه تلویزیون مشاهده شود. نمونه این دستگاه ها کاردیوسکوپ است که معمولاً در اتاق بیمار قرار می گیرد و بر آن منحنی ضربان قلب بیمار مشاهده می شود. در الکتروکاردیوگراف به جای آنکه منحنی ها مستقیماً دیده شود آن منحنی ها (نمودارها) بر روی نواری از کاغذ ثبت و ضبط می شود و پزشک از روی آنها می تواند وضعیت قلب و نوع بیماری را تشخیص دهد.

الکتروآنسفالوگرافی دستگاهی است که با آن بیماری هایی چون صرع، تومورهای مغزی، ضربه، اعتیاد به دارو و الکل تشخیص داده می شود و کار این دستگاه با استفاده از فعالیت های الکتریکی که در سطح بدن ظاهر می شود، صورت می گیرد. اندازه گیری ها نشان می دهد که در قشر مغز تغییرات پتانسیل الکتریکی منظمی انجام می شود. «این پتانسیل های الکتریکی به استثنای حالت بیهوشی عمیق یا قطع جریان خون به مغز همیشه وجود دارند. هنگامی که قشر مغز خراب شود، این نقش تغییر می کند. با قرار دادن الکترودهای پهن یا الکترودهای سوزنی شکل بر روی پوست سر می توان امواج را از پوست سر به سمت دستگاه ثبات هدایت کرد … این امواج نتیجه پتانسیل های کار نورون های عصبی قشر مغزند که در سطح مغز ظاهر می شوند … خاصیت مهم این امواج بسامد آنها است. گستره معمولی این بسامد از یک تا ۶۰ هرتز تغییر می کند … این امواج برحسب بسامد، ولتاژ، محل های تلاقی، شکل امواج و نقش هایی که دارند، ارزیابی می شوند.»

● اسکن (تهیه طرح های سه بعدی از بدن)

در سال های ۷۰-۱۹۶۰ برای تشخیص بیماری ها چهار روش جدید ابداع شد:

الف) گرمانگاری: نخستین روش گرمانگاری بود که در سال ۱۹۶۲ عرضه شد. می دانیم که هر جسمی که دمایش بالاتر از صفر مطلق (۲۷۳- درجه سلسیوس) باشد از خود امواجی تابش می کند که به نام امواج گرمایی معروف است. از این خاصیت یعنی انتشار امواج گرمایی از بدن انسان استفاده شده و اختلاف دمای قسمتی از بدن را به صورت تصویری رنگی تهیه می کنند. این روش بری تحقیق و بررسی رگ های خونی سطحی بدن مفید است و با آن می توان از وجود تومورها نیز باخبر شد.

ب) توموگرافی: پرتوهی ایکس می توانند از بافت هی نرم بگذرند، لیکن میزان جذب یا عبور آنها به غلظت بافت بستگی دارد. چنانچه پرتو ایکس در مسیر خود از غده ای بگذرد، میزان جذب آن نسبت به وضعیتی که غده وجود نداشته باشد، تفاوت می کند. به کمک کامپیوتر می توانند تصویری را که از بدن گرفته اند، پردازش کنند و اطلاعات دقیق مربوط به ساختمان بدن و وجود غده را مشخص نمایند. عملی که با کمک پرتو ایکس و کامپیوتر برای تعیین غده ها صورت می گیرد را توموگرافی می نامند.

پ) هولوگرافی (تمام نگاری): دنیس گابور فیزیکدان نوع جدیدی از عکاسی را در سال ۱۹۴۷ ابداع کرد که بعداً در موارد گوناگون از جمله در پزشکی از آن استفاده شد. هولوگرافی براساس خواص امواج متکی است و تصویری که از ریزشیء گرفته می شود، سه بعدی است. در این طریقه تصویری که از هر عضو بدن گرفته می شود، کاملاً همه قسمت های اطراف آن عضو دیده می شود. بری تهیه عکس سه بعدی معمولاً از پرتوهای لیزر استفاده می شود.

ت) دستگاه تشدید مغناطیسی NMR :اساس این دستگاه بر این خاصیت است که هسته اتم های خاصی در صورت قرار گرفتن در میدان مغناطیسی امواجی از خود تابش می کنند که قابل ردیابی است. این پدیده در سال ۱۹۴۰ شناخته شد و کاربرد آن در پزشکی بری نخستین بار در سوئد توسط «اریش اودبلاد» (۵) و از دهه ۱۹۵۰ شروع شد.