فلسفه و تاریخ علم

شهرت ایگور پوپوف و مساله مقاومت مصالح

نوشته شده توسط عرفان کسرایی

اکثر دانشجویان رشته های مهندسی به خصوص رشته هایی مانند مهندسی مکانیک و یا صنایع و عمران با درس مکانیک مصالح یا آن طور که در ایران شهرت دارد “مقاومت مصالح” آشنا هستند. از بین منابع آموزشی موجود در بازار کتاب دانشگاهی، چند کتاب بخت بیشتری برای شهرت داشته اند و یکی از این کتاب ها کتابی است که به مقاومت مصالح پوپوف مشهور شده است. نویسنده این کتاب پروفسور ایگور پوپوف Igor Popov دانشمند و مهندس مشهور در زمینه مهندسی عمران و سازه است که نامش برای دانشجویان فنی و مهندسی یادآور تنش است و کرنش و خرپا و سازه های مرکب. پوپوف متولد ۶ فوریه ۱۹۱۳ در کیِف Kiev  اوکراین در جریان انقلاب بولشویکی به ایالات متحده امریکا مهاجرت کرده بود و پدرش هم دکتر پائول پوپوف در سانفرانسیسکو فیزیکدان بود. ایگور پوپوف کارشناسی مهندسی عمران خود را در دانشگاه برکلی گذراند و کارشناسی ارشد خود در را در همین رشته از دانشگاه MIT دریافت کرد بعدها در سال ۱۹۴۶ موفق به اخذ درجه دکتری از دانشگاه استنفورد شد. او استاد خستگی  ناپذیری بود و در سالهای حیات اش در دانشگاه های مشهوری مانند انیستیتو تکنولوژی دانشگاه ماساچوست، دانشگاه استنفورد و برکلی کالیفرنیا به تدریس پرداخت و آثار زیادی هم در زمینه های مختلف مهندسی از خود بر جای گذاشت. بعدها بسیاری از شاگردان اونیز خود به مهندسان مشهور و مطرحی بدل شدند. شهرت اولیه پوپوف باز می گردد به آثار و تحقیقاتی که در دانشگاه برکلی انجام داده بود. او طی این سالها روی مسائلی مانند خمش سازه ها برای سازمان فضایی ناسا در هوستون کار کرد. نظریه ها و طرح های پوپوف نقش کلیدی و مهمی در پروژه های مربوط به زلزله، مقاومت سازه های فولادی، پل ها و  … داشت و به پاس تلاش هایش در توسعه مهندسی زلزله،  از سوی انیستیتو تحقیقاتی مهندسی زلزله موفق به دریافت مدال George W. Housner شد. بد نیست بدانیم  که نخستین اثر پوپوف یعنی مکانیک مواد در سال ۱۹۵۲ منتشر شد و آخرین اثر او در زمینه زلزله و اتصالات سازه های فولادی فقط چند روز پیش از مرگ اش در ژانویه ۲۰۰۱ منتشر شد. مشهور ترین اثر او اما بی تردید کتاب مقاومت مصالح (مکانیک مصالح) است و کتاب مهندسی مکانیک جامدات که در سال ۱۹۹۰ منتشر شد. پروفسور ایگور پوپوف پس  از حدود نیم قرن تلاش و تدریس و پژوهش در ۱۹ آوریل سال ۲۰۰۱ در سن ۸۸ سالگی در بیمارستان Alta Bates برکلی کالیفرنیا از دنیا رفت.

کار پوپوف و مکانیک جامدات
کار پوپوف در تمام سال های حیات علمی اش معطوف به مکانیک جامدات بوده است. اما مکانیک جامدات دقیقا  چیست و  چه چیزی را بررسی می کند؟ مکانیک جامدات mechanics of solid یا مکانیک مصالح mechanics of material که در ایران غالبا به اسم مقاومت مصالح strength of material شناخته می شود در واقع شاخه ای از علم مکانیک است که با بهره گیری از روشهای تحلیلی به بررسی و تعیین مقاومت strength و صلبیت rigidity و همچنین پایداری ارتجاعی elastic stability اعضای باربر سازه ها می پردازد. یکی از مهمترین مفاهیم مکانیک مصالح ، مفهوم تنش stress در سازه هاست. تنش ها ماده را به سمت تسلیم شدن و افزایش کرنش ها و در نهایت افزایش درجات آزادی می کشانند. شاید به همین دلیل است که صورت‌هایی از ماده که درجات آزادی و انعطاف پذیری flexibility بیشتری دارند دوام و پایداری بیشتری هم دارند و سازه ها صلب شکننده ترند. اگر با کمیتهای فیزیکی مانند مدول الاستیسیته modulus of elasticity و مدول برشی E و G و ضریب پواسون آشنا باشیم خواهیم  دید که هرچه  سازه ای انعطاف پذیری و درجات آزادی بیشتری داشته باشد دوام و پایداری بیشتری هم دارد. شاید به همین دلیل باشد که بسیاری از مصالح در مقابل کشش Tensional stress ضعیف بوده و مقاومت چندانی هم نشان نمی دهند در حالی که در مقابل فشار Compressional stress ایستادگی می کنند. هر چند که تعابیری مانند تنش یا فشار یا مقاومت در ادبیات مهندسی مکانیک  جامدات با کاربرد این کلمات در روانشناسی یا زندگی روزمره متفاوت است و اشتباه است اگر اینها را به جای یکدیگر به کار ببریم اما از جهتی نشان می دهد سازه ها نیز ممکن است  مانند انسان ها رفتار کنند. اجزای بدن ما از دل طبیعت در آمده اند و فولاد و آهن نیز چیزی از ماده موجود در طبیعت نیستند. هر چند انعطاف و تنش و تسلیم در فولاد با معنای آن در رفتار انسان اساسا متفاوت است اما واقعیت این است که در زندگی روزمره انسان های منعطف ، سازگاری بیشتری دارند و انسان های غیرمنعطف اتفاقا شکننده تر و آسیب پذیرترند. مکانیک جامدات بر خلاف نام و شهرت  اش ، رشته دانشگاهی خشک و بی روحی نیست. همانگونه که ذکر شد فولاد و همه سازه ها به هر حال بخشی از طبیعت اند. تحلیل رفتار یک سازه فولادی در برابر  تنش های وارده و واکنش فولاد در مقاومت و تسلیم و شکست در برابر بارهای وارده گاهی ممکن است به انسان درس  زندگی نیز بیاموزد.

درباره نویسنده

عرفان کسرایی

کسرایی، عضو انجمن فلسفه علم آلمان و پژوهشگر مطالعات علم و فناوری در دانشگاه کاسل است
زمینه های پژوهشی او عبارتند از:
-فلسفه فیزیک ، منطق ریاضی و مدلسازی در ریاضیات مهندسی
-ارتباطات علم و جامعه شناسی شبه علم در ایران
-تاریخ علم (تاریخ فیزیک مدرن در قرن بیستم)

دیدگاه شما چیست