جاوا و جاوا اسکریپت

سیستم به سرورهای وب امکان می‌دهد تا برنامه‌های کوچکی (که اپلت (applet) نامیده می‌شوند) را مستقیماً در شبکه اطلاعات بازیابی شده قرار دهند و این اپلت‌ها که در کامپیوتر کاربر اجرا می‌شوند تعامل کاربر با اینترنت را سرعت می‌بخشد. در نهایت این سیستم به عنوان ابزاری برای تولید محتویات پیچیده طرف سرور مورد استفاده قرار گرفت. شرکت سان تلاش می‌کرد جاوا را به عنوان یک پلاتفرم برای اپلت‌های طرف مشتری مطرح کند اما به دلایلی مانند عدم وجود یکپارچگی با محتوا (اپلت‌ها به جعبه‌های کوچکی محدود می‌شدند که درون صفحه قرار داشتند) و عملکرد ضعیف (مخصوصاً شروع با تأخیر) ماشین مجازی بر روی سخت‌افزارهای PCهای آن زمان این امر هرگز محقق نشد.





با این وجود، جاوا اسکریپت یک زبان برنامه‌نویسی اسکریپتی است که برای صفحات وب طراحی شده است. نسخه استاندارد آن ECMAScript نام دارد. اگر چه نام آن شبیه جاوا است اما توسط شرکت ارتباطات نت اسکیپ (Netscape) طراحی شده است و تقریباً هیچ ارتباطی با جاوا که ساخت شرکت میکروسیستم‌های سان است ندارد. تنها شباهت آن با جاوا در این است که نحوه نگارش آن از زبان برنامه نویسی C گرفته شده است. جاوا اسکریپت مانند جاوا برنامه نویسی شیءگرا است اما شبیه سی پلاس پلاس و بر خلاف جاوا امکان استفاده از کدهای درهم (مخلوط) یعنی استفاده هم زمان از زبان برنامه‌نویسی شیء گرا و برنامه‌نویسی رویه‌ای را فراهم می‌آورد. جاوا اسکریپت در کنار مدل شیء سند به زبان برنامه‌نویسی بسیار قوی‌ای تبدیل شده که حتی طراحان آن چنین تصوری از موفقیت آن نداشتند. گاهی اوقات در مورد آن از کلمه HTML پویا (DHTML) استفاده می‌شود تا گذر از صفحات HTML "ایستا" بیشتر حس می‌شود.

(برنامه‌نویسی) آجاکس یک فناوری مبتنی بر جاوا اسکریپت است که تأثیر زیادی بر شکل‌گیری تور جهان گستر داشته است. در این روش در زمان‌های لازم، تنها بخشی از صفحه وب که مورد نیاز کاربر است به روز می‌شود تا سرعت کاربر بالاتر برود. آجاکس یکی از جنبه‌های مهم وب 2.0 محسوب می‌شود.




تأثیر بر روابط اجتماعی

وب در دنیای امروزی تبادل اطلاعات بین افراد در سراسر جهان را بسیار ساده و آسان نموده است و این امر با این حجم وسیع هرگز در تاریخ بشر سابقه نداشته است. افرادی که در گوشه و کنار جهان قرار دارند و هزاران کیلومتر از یکدیگر فاصله می‌توانند افکار خود را به راحتی مبادله کنند و یا از روحیات و خط مشی زندگی خود با دیگران صحبت کنند. تجربه‌های عاطفی، عقاید سیاسی، رسوم فرهنگی، ضرب‌المثل‌های ریتم‌دار، پندهای تجاری، کارهای هنری، تصاویر و عکس‌ها، قطعات ادبی بدون هیچ سرمایه‌گذاری از جانب کاربر به راحتی در اختیار وی قرار می‌گیرد. اگر چه کارایی وب به فناوری مادی آن وابسته است اطلاعات موجود روی آن به شیوه کتابخانه و یا مطبوعات به صورت فیزیکی ارائه نمی‌شوند. بنابراین انتشارات اطلاعات از طریق وب اینترنت به کتاب‌ها و مجله‌های فیزیکی و مادی محدود نمی‌شود و نیاز به کپی کردن فیزیکی اطلاعات وجود ندارد. اطلاعات موجود روی وب به صورت دیجیتال ارائه می‌شوند و بنابراین جستجو در آنها به سرعت زیادی صورت می‌گیرد. که بسیار سریع‌تر از جستجو در کتابخانه است و حتی فردی که در اینترنت جستجو می‌کند نسبت به فردی که از پست نامه، تلفن، تلگراف و یا وسایل ارتباطی دیگر استفاده می‌کند با سرعت بیشتری اطلاعات را بازیابی می‌کند.

وب مهم‌ترین ابزار تبادل اطلاعات است که در کره زمین رونق فراوانی یافته است. این قابلیت به کاربران اجازه می‌دهد تا با افراد و گروه‌های مختلفی که در سراسر جهان پراکنده هستند و در فضا و مکان متفاوتی قرار دارند ارتباط برقرار کنند و نیاز به برقراری ارتباط فیزیکی میان افراد را مرتفع می‌سازد.

از آنجا که وب در سراسر جهان فعال است، عده‌ای آن را عامل ایجاد تفاهم میان افراد ساکن در سراسر جهان می‌دانند. وب پتانسیل فراوانی برای ایجاد روابط اجتماعی دارد و می‌تواند حس نوع‌دوستی و درک متقابل را افزایش دهد و یا حتی باعث شو که خشونت به صورت وسیعی رواج یابد و یا رژیم‌های ظالم و عوام فریب به خواسته‌های خود که در طول تاریخ از دستیابی به آنها عاجز بودند بترسند.

امروزه در وب انواع مختلف اطلاعات را می‌توان یافت و افرادی که تمایل دارند با جوامع و فرهنگ‌های مختلف آشنا شدند مراجعه به وب ساده‌ترین راه است. اگر بخواهیم به شهری دور دست سفر کنید، وب بهترین مرجع ممکن برای یافتن اطلاعات مربوط به آن شهر است مخصوصاً اگر شهر مورد نظرتان در یکی از کشورهای توسعه نیافته قرار داشته باشد. روزنامه‌های محلی، مطبوعات دولتی و غیره از طریق اینترنت به راحتی قابل دسترسی هستند و به همین دلیل است که کاربران اینترنت روز به روز افزایش می‌یابند.





انتشار صفحات وب

صفحات وب در دسترس همه رسانه‌های جمعی قرار دارد. برای آنکه بتوانید یک صفحه وب را "منتشر" کنید لازم نیست به سراغ یک ناشر یا مؤسسه رسانه‌ای که در سرتاسر جهان مشاهده می‌شوند بروید. ابر متن، برخلاف کتاب و اسناد، دارای یک نظم خطی از ابتدا تا انتها نیست. ابر متن به بخش‌های فصل، زیر فصل و عناوین که در کتاب‌ها دیده می‌شود تقسیم‌بندی نمی‌شود.

اگر چه برخی از وب سایت‌ها به چند زبان عرضه می‌شوند بسیاری از آنها فقط به یک زبان ارائه می‌شوند. همه برنامه‌های کامپیوتری همه کاراکترهای خاص و متون دو سویه RTL را در بر نمی‌گیرند. این عوامل این ادعا را که تور جهان گستر، جهان را به سمت یکپارچه شدن پیش می‌برد به چالش می‌کشد. فرصت مناسب برای انتشار اطلاعات در صفحات وب شخصی و همچنین صفحات خانوادگی تجارت‌های خرد و غیره توسط خدمات رایگان میزبانی وب به اوج خود رسیده است.




سرعت در وب

نگرانی موجود در مورد ازدحام اطلاعات روی زیر ساختار اینترنت و تأخیر زیاد در دسترسی به داده‌ها به باعث شده است که نام World Wide Web به "World Wide Wait" تغییر کند! افزایش سرعت اینترنت مسأله‌ای مهم در بحث‌های مربوط به استفاده از همتا سازی و کیفیت خدمات (QOS) است. راه حل‌های ممکن برای کاهش انتظار برای مشاهده صفحات وب در سایت W3C ارائه شده است.

راهنمای استانداردهای موجود برای پاسخ زمانی ایده‌آل صفحات وب (مطابق کتاب نیلسن، چاپ 1999، صفحه 42) عبارتند از:

1/0 ثانیه (یک دهم ثانیه). زمان ایده‌آل پاسخ کاربر هیچ گونه تأخیری را حس نمی‌کند.
1 ثانیه. حداکثر زمان قابل قبول. زمان دانلود بیش از 1 ثانیه کاربر را خسته می‌کند.
10 ثانیه. زمان غیر قابل قبول. کاربر خسته شده و دوست دارد سایت را ترک کند. این اعداد برای طراحی ظرفیت سرور کاربرد زیادی دارند.



www در نام‌های وب‌سایت‌ها

از لحاظ فنی هیچ دلیلی وجود ندارد که نام سایت حتماً با www آغاز شود و اولین سرور وب در "info.cern.ch" قرار داشت. استفاده از پیشوند www یک توافق است که بین سازمان‌های ارائه دهنده خدمات وب انجام شده است تا تمامی نام‌های میزبان از یک پروتکل تبعیت کنند؛ برای مثال، بسیاری از سازمان‌ها نام سرور اصلی پروتکل گوفر خرد را به صورت gopher.wherever.edu تعریف می‌کنند و از پیشوندهای دیگری استفاده می‌کنند تا بتوان از چندین سرور وب استفاده کنند. برخی از مرورگرها به صورت خودکار www را به ابتدا و ".com" را به انتهای URL تایپ شده اضافه می‌کنند. در مرورگرهای اینترنت اکسپلورر و فایرفاکس موزیلا با فشردن همزمان کلیدهای ctrl و Enter پیشوند "http://www." و پسوند "com." به انتهای URL اضافه می‌شوند.




تلفظ "www

در زبان انگلیسی، WWW طولانی‌ترین تلفظ ممکن تور جهان گستر است که یک سرواژه سه حرفی است که به نه سیلاب نیاز دارد. داگلاس آدامز اظهار داشت: World Wide Web تنها عبارتی است که تلفظ شکل مختصر آن سه برابر بیشتر از تلفظ خود آن طول می‌کشد.

نسخه‌های کوتاه‌تر عبارتنداز "triple double 'u'"، "triple dub"، "dub dub dub"، "wuh wuh wuh" و "all the 'double u's". در زبان‌های دیگر "WWW" را اغلب "VVV" تلفظ می‌کنند. در زبان چینی، World Wide Web را به صورت wàn wéi wǎng تلفظ می‌کنند (به چینی: 万维网) که به معنای "شبکه ده هزار بعدی" است.




وب ۲٫۰
در وب ۲٫۰، کاربران قادرند خود به ایجاد و خلق محتوا در فضای اینترنت پرداخته، و دیگران را در داشته‌ها و اطّلاعات خود شریک سازند، و یا کارهای موجود از ناحیه دیگران را به صورتی مستقیم و بی واسطه مورد نقد و تغییر قرار دهند.





وب معنایی

وب معنایی یک جنبش مشترک است که توسط w۳c رهبری می شود که فرمت های رایج داده را روی شبکه گسترده جهانی ترویج می کند. با تشویق به گنجاندن محتوی معنایی در صفحات وب، وب معنایی به تبدیل شدن وب حاضر مشتمل بر اسناد ساختار نایافته به یک "وبی از داده ها" کمک می کند. این در چارچوب شرح منابع (RDF) از w۳c ساخته می شود.

بنابر w۳c، " وب معنایی یک چارچوب مشترک فراهم می آورد که اجازه می دهد داده ها به اشتراک گذاشته شوند و در سراسر مرزهای کاربردی، اقتصادی و اجتماعی دوباره استفاده شوند."

این واژه توسط تیم برنزلی،مخترع وب گسترده جهانی و گرداننده w۳c،ابداع شد که هم اکنون بر توسعه استانداردهای مطرح شده وب معنایی نظارت دارد. او وب معنایی را این گونه معنی کرد که " تارنمایی از داده که می تواند مستقیم و غیر مسقیم توسط ماشین مورد پردازش قرار بگیرد. " درحالی که منتقدان پرسش هایی درباره امکان پذیر بودن آن دارند، طرفداران استدلال می کنند که برنامه های کاربردی در صنعت، زیست شناسی و تحقیقات علوم انسانی، در حال حاضر، اعتبار مفهوم اصلی را ثابت کرده است.





تاریخچه

مفهوم مدل شبکه معنایی در اوایل دهه شصت توسط دانشمند شناختیAllan M.Collins، زبان شناس M. Ross Quillian و روان شناس Elizabeth F.Loftus در نشریات مختلف به عنوان یک فرم برای نمایش دادن دانش ساخت یافته معنایی، ابداع شد. با قراردادن ابرداده قابل خواندن توسط ماشین ،درباره صفحات و چگونگی ارتباط آن ها با یکدیگر، فعال کردن عامل های خودکارشده برای دسترسی هوشمندانه تر وب و انجام وظایف از طرف کاربران موجب گسترش یافتن شبکه صفحات وب ابرپیوند شده که تنها توسط انسان قابل خواندن بود، شد.

خیلی از فناوری هایی که توسط w۳c مطرح شده است قبل از این که زیر چتر w۳cقرار بگیرند، وجود داشته اند. این ها در زمینه های مختلف استفاده شده است، به خصوص برخورد با اطلاعاتی است که شامل یک دامنه محدود و تعریف شده است، و جایی که داده به اشتراک گذاشته شده یک نیاز مشترک است، مانند تحقیقات علمی یا داده های تبدیل شده مابین کسب و کارها. به علاوه، فناوری هایی با هدف مشترک ، مانند microformat ها، ظهور کرده اند.




هدف

اصلی ترین هدف وب معنایی قادر ساختن کاربران برای پیداکردن، اشتراک گذاشتن و راحت تر ترکیب کردن اطلاعات جهت تکامل بخشیدن وب حاضر است. انسان ها توانایی استفاده از وب را برای پیش بردن وظایفی مانند پیدا کردن معادل ایرلندی کلمه "پوشه"، رزرو کردن یک کتاب از کتابخانه و جستجو برای پایین ترین قیمت یک DVD را دارند. به هرحال، ماشین ها نمی توانند تمام این وظایف را بدون دستورالعمل انسان انجام دهند، چرا که صفحات وب طوری طراحی شده اند که توسط مردم خوانده شود، نه ماشین ها. وب معنایی یک چشم انداز از اطلاعات است که می تواند به آسانی توسط ماشین تفسیر شود، بنابرین ماشین ها می توانند بسیاری از کارهای خسته کننده شامل پیداکردن، ترکیب کردن و اقدام بر اساس اطلاعات بر روی وب را انجام دهند. وب معنایی، همان طور که در ابتدا پیش بینی می شد، سیستمی است که ماشین ها را به کار می اندازد که "بفهمند" و به درخواست های پیچیده انسان براساس معنای آن ها پاسخ دهند. چنین "فهمیدن" مستلزم آن است که منابع اطلاعاتی مربوطه به طور معنایی ساختار یافته شوند،یک کار چالش برانگیز. تیم برنز لی در ابتدا چشم انداز وب معنایی را این گونه توصیف کرد:

من رویایی دارم برای وب که در آن کامپیوتر ها توانایی تحلیل تمام داده های روی وب، مثل محتوی،پیوندها و تراکنش های بین مردم و کامپیوتر ها را دارند. یک وب معنایی، که این امر را ممکن می سازد، فعلا در حال ظهور است، اما زمانی که کامل شود، روال های روزانه تجارت ، بروکراسی و زندگی روزمره ما توسط گفتگوی بین ماشین ها انجام می شود. عامل های هوشمند بین مردم برای دوره ای که نهایتا این امر محقق شود تبلیغ می کنند.

وب معنایی به عنوان یک جمع کننده بین تمام محتوی مختلف،سیستم ها و برنامه های کاربردی اطلاعاتی در نظر گرفته شده است. برنامه های کاربردی در زمینه نشر، وبلاگ نویسی و خیلی سطوح دیگر وجود دارد.

معمولا واژه های معناشناسی، ابرداده، هستی شناسی و وب معنایی متناقض استفاده می شوند. به طور خاص، این واژه ها به عنوان کلمات فنی هر روز توسط محققین و پزشکان،جهت پوشش یک گستره وسیعی از زمینه های مختلف فن آوری، مفاهیم و سطوح برنامه های کاربردی استفاده می شوند. به علاوه، با توجه به وضعیت فعلی، نسبت به فعال کردن فناوری هایی که برای تحقق وب معنایی پیش بینی می شد، سردرگمی وجود دارد. در یک مقاله که توسط Greber,Barnard, Van der Merwe ارائه شد، چشم انداز وب معنایی جدول بندی شده و خلاصه ای از واژگان و فناوری های راه انداز ارائه شده است. مدل معماری مطرح شده توسط تیم برنزلی به عنوان مبنایی که مدل وضعیت فناوری های حال حاضر و در حال ظهور را ارائه می کند، استفاده می شود.




محدودیت های HTML

بسیاری از فایل های روی یک کامپیوتر معمولی را می توان آزادانه به اسناد قابل خواندن توسط انسان و داده های قابل خواندن برای ماشین تقسیم کرد. اسناد مثل پیام نامه ها، گزارشات و بروشورها توسط انسان خوانده می شود. داده، مثل تقویم، دفترچه آدرس،لیست پخش و صفحات گسترده از یک برنامه کاربردی برای نمایش، جستجو و ترکیب در حالات مختلف استفاده می کنند.

در حال حاضر، تارنمای گسترده جهانی عمدتا بر مبنای اسنادی است که با HTML نوشته شده است، یک استاندارد نشانه گذاری که برای کدینگ مجموعه ای از متن در خلال عناصر چند رسانه ای مانند تصاویر و فرم های تعاملی استفاده شده است. تگ های ابر داده روشی را فراهم می آورد که هر کامپیوتر می تواند محتوی صفحات وب را دسته بندی کند .

با HTML و ابزاری برای نمایش خروجی آن (مثل مرورگر های وب) هرکسی می تواند صفحه ای برای لیست کردن مواردی برای فروش، بسازد و نمایش دهد. HTML این صفحه کاتالوگ می تواند اظهاراتی از قبیل "عنوان این سند سوپرمارکت ویجت است" را به ما بدهد، اما این ظرفیت در HTML نیست که واضح اظهار کند که مثلا کالا شماره X586172 یک Acme Gizmo است با قیمت خرده فروشی €199 ، یا این که یک کالای برای مصرف کننده است. بلکه ،HTML می تواند تنها بگوید که محدوده متن " X586172" چیزی است که باید نزدیک Acme" Gizmo" و "€199" قرار می گیرد. هیچ راهی وجود ندارد که بگوید "این یک کاتالوگ است" یا حتی تصدیق کردن این که "Acme Gizmo" بخشی از عنوان است یا "€199" یک قیمت است. همچنین هیچ راهی وجود ندارد که توصیف کند این تکه های از اطلاعات کنار هم قرار گرفته اند تا یک مورد را جدا از موارد دیگری که احتمالا در صفحه قرار دارند، توصیف کند.

HTML معنایی اشاره به عمل HTML سنتی در قصد نشانه گذاری ها دارد به جای این که مستقیما جزئیات چینش را مشخص کند. برای مثال کاربرد <em> برای نشان دادن "تاکید" است، بیشتر از <i> که ایتالیک شدن را مشخص می کند. جزئیات چینش در ترکیب با CSS ها در سمت مرورگر است. اما این عمل برای مشخص کردن معانی عناصر مثل موارد فروش و قیمت ناکارآمد است.

Microformat ها تلاش های غیر رسمی گسترش تگ های HTML را برای ایجاد نشانه گذاری معنایی قابل خواندن برای ماشین درباره عناصری مثل فروشگاه های خرده فروشی و موارد برای فروش را نشان می دهد.





راهکارهای وب معنایی

وب معنایی راه کارهای اضافه تری دارد که شامل نشر زبان هایی که مختص داده طراحی شده اند، مثل چهارچوب شرح منابع(RDF)، زبان هستی شناسی وب(OWL) و زبان نشانه گذاری توسعه پذیر(XML)، می شود. HTML اسناد و پیوند های بین آن ها را توصیف می کند. RDF،OWL وXML ،با تضاد،می توانند اشیا دلخواه را از قبیل مردم، دیدارها یا قطعات هواپیما توصیف کنند.

این فناوری ها به منظور فراهم آوردن شرحی که محتوی اسناد وب را تکمیل یا جایگزین کند، ترکیب شده اند. بنابرین، محتوی ممکن است به عنوان داده های توصیفی ذخیره شده در پایگاه داده های قابل دسترس وب ، یا نشانه گذاری دربین اسناد بروز کند(خصوصا، در HTML توسعه پذیر(XHTML) با XML پراکنده ، یا اغلب مواقع خالص در XML، با چینش یا ). توضیحات قابل خواندن برای ماشین، مدیران محتوی را به کار می اندازند تا معنی به محتوی اضافه کنند که توصیف کند ساختار دانشی که ما درباره محتوی داریم. در همین راستا، یک ماشین می تواند خودش دانش را ، به جای متن، با استفاده از پردازشی شبیه به استنتاج و استقرا انسان پردازش کند، در نتیجه نتایج معنی دار بیشتری به دست می آورد و به کامپیوتر ها برای اجرا خودکار جمع آوری اطلاعات و پژوهش کمک می کند.

تیم برنز لی شبکه حاصل از داده های پیوند داده شده را، در تضاد با تارنمای گسترده جهانی بر پایه HTML، نمودار عظیم جهانی می نامد. برنز لی فرض کرد که اگر گذشته اسناد به اشتراک گذاشته می شدند، در آینده داده ها به اشتراک گذاشته می شوند. جواب او به این سوال که "چگونه؟"، سه دستورالعمل به همراه داشت. اول، یک URL باید به داده اشاره داشته باشد.دوم، هرکسی که به URL دسترسی پیدا کرد باید داده را برگرداند. سوم، روابط در داده باید به URL های اضافی به همراه داده اشاره داشته باشد.





وب 3

تیم برنز لی وب معنایی را جزئی از وب 3 توصیف کرد.

مردم همراه می پرسند که وب 3 چیست؟ من فکر میکنم شاید وقتی شما یک پوشش از گرافیک های برداری مقیاس پذیر(همه چیز ناهوار و شناور به صورت مبهم)در وب2 دارید و دسترسی به یک وب معنایی که جمع کننده حجم زیادی از داده داشته باشید، شما به یک منبع داده باور نکردنی دسترسی خواهید داشت .




تیم برنز لی 2006

"وب معنایی" گاهی اوقات هم معنی "وب3" به کار می رود، در حالی که هر کدام معنی متفاوتی دارند.



مثال ها

وقتی ما درباره وب معنایی حرف می زنیم، ما درباره بسیاری از "چگونه" هایی صحبت می کنیم که معمولا دور از فهم اند چراکه مردم نسبت به مفاهیم مورد نیاز زبان شناسی بی توجه اند. بنابرین، ما ترجیح می دهیم چگونگی ظهور وب معنایی در آینده را تصور کنیم .




سایت های از نوع ویکی روبه رشدند. مدیران آنها و عناصر آنها می تواند بسیار متنوع باشد. این ویکی ها بسیار بسیار تخصصی شده اند. اما بسیاری از ویکی ها موتور های جستجو را از لحاظ شاخص گذاری آنها محدود می کنند زیرا این موتورهای جستجو کارآمدی ویکی ها را کاهش می دهد و صفحاتی که منسوخ شده اند را نگه می دارند، به بیانی، خارج از ویکی(به روز رسانی دائم). ابر موتورهای جستجو قصد دارند نتایج بدست آمده از درخواست های انحصاری از هرکدام از این ویکی ها را جمع کنند. ویکی سوله ای از داده دردسترس برای همفکری توسط مردم و ماشین ها شده است .




چالش ها

برخی از چالش های وب معنایی شامل وسعت، ابهام، تردید، تناقض و فریب. سیستم های استدلال کننده خودکار مجبور خواهد بود با تمام این مسائل مقابله کند به جای این که وعده وب معنایی را ارئه دهد.

وسعت : تارنمای گسترده جهانی شامل میلیاردها صفحه شده است. SNOMED CT هستی شناسی واژه شناسی پزشکی به تنهایی شامل 370,000 نام کلاس است و فناوری موجود هنوز قادر نبوده است که واژهای تکراری از جهت معنا را ازبین ببرد. هر سیستم استدلال کننده خودکاری مجبور است با ورودی های واقعا بزرگ مفابله کند.

ابهام : وجوه مبهمی مانند "جوان" و "بلند" وجود دارد. این ناشی می شود از ابهام درخواست کاربران، از وجوه ارائه شده توسط گردآورندگان محتوی، از انطباق واژه های درخواست با واژه های گرداورندگان و از تلاش برای ترکیب مبانی دانش های مختلف با وجوه مشترک ولی جنبه های متفاوت. منطق فازی رایج ترین تکنیک برای مقابله با ابهام است.

عدم قطعیت : وجوه دقیقی با ارزش های مشکوک وجود دارد. برای مثال، یک بیمار ممکن است مجموعه ای از علائم را که هرکدام متناظر با تشخیص مشخص و احتمال متفاوت باشد، را ارائه کند. روش های استدلال احتمالاتی به طور کلی کار برای رسیدگی به عدم قطعیت است.

تناقض : تناقضات منطقی ای وجود دارد که به ناچار در طول توسعه هستی شناسی بزرگ، و زمانی که هستی شناسی ها از منابع جدا با هم ترکیب شده اند، بوجود خواهد آمد. استدلال استقرایی یا قیاسی با شکست روبروست وقتی با تناقض مواجه است، زیرا "هر چیزی به دنبال یک تناقض" است. استدلال فسخ کردنی و استدلال paraconsistent، دو روش است که می تواند برای مقابله با تناقض به کار رود.

فریب : زمانی رخ می دهد که تهیه کننده اطلاعات عمدا مصرف کننده اطلاعات را گمراه کند. تکنیک های رمز نگاری در حال حاضر برای کاهش این تهدید مورد استفاده قرار می گیرند.

این لیست چالش ها بیش از این که کامل باشد، روشنگر است و روی چالش های لایه های "منطق وحدت" و "برهان" از وب معنایی، تمرکز دارد .گزارش آخر گروه رشد برای استدلال عدم قطعیت W3C، تمام این مشکلات را تحت عنوان "عدم قطعیت" جمع کرد. خیلی از تکنیک های ذکر شده در اینجا الحاقاتی نیاز خواهند داشت به زبان هستی شناسی وب مثلا برای حاشیه نویسی احتمالات شرطی.این منطقه از پژوهش فعال است.



استانداردها

استانداردسازی وب معنایی در وب3 تحت پوشش W3C می باشد.





اجزا

واژه "وب معنایی" معمولا استفاده می شود برای اشاره به فرمت ها و فناوری هایی که آنرا به کار می اندازند.جمع آوری، ساختاربندی و بازیابی داده های پیوندشده با فناوری ها یی که یک توضیح رسمی از وجوه،واژه ها و روابط در خلال یک دامنه دانش داده شده فراهم می آورد. این فن آوری ها طبق استانداردهای W3C مشخص شده اند و شامل این موارد می شود :

چارچوب تشریح منابع (RDF) یک روش عمومی برای توصیف اطلاعات

شمای RDF (RDFS)

سیستم سازمانی دانش ساده (SKOS)

SPARQL یک زبان پرس و جوی RDF

نشان گذاری3 (N3)، طراحی شده با توانایی خواندن انسان در ذهن

N-Triples، فرمتی برای ذخیره کردن و انتقال داده

لاک پشت[سه تایی](زبان RDF سه مختصر و مفید)

زبان هستی شناسی وب(OWL)، یک خانواده از زبان های ارائه دانش

پشته وب معنایی روشنگر معماری وب معنایی است. توابع و روابط اجزا می تواند به صورت زیر خلاصه شود :

XML یک گرامر عنصری برای ساختار محتوی داخل اسناد فراهم می آورد.XML در حال حاضر یکی از اجزا لازم فناوری های وب معنایی در خیلی از موارد نیست، به عنوان جایگزین گرانرهای موجود، از قبیل لاک پشت. لاک پشت یک استاندارد بالفعل است اما از طریق یک فرآیند استاندارد رسمی نبوده است.

شمای XML یک زبان برای فراهم آوردن و محدود کردن ساختار و محتوی عناصری است که در اسناد XML وجود دارند.

RDF یک زبان ساده برای توصیف مدل های داده است که به اشیا ("منابع") و روابطشان اشاره دارد. یک مدل برپایه RDFمی تواند در گرامرهای مختلفی ارائه شود، مثل RDF/XML،N3،لاک پشت و RDFa. RDF یک استاندارد پایه ای از وب معنایی است.

شما RDF، RDF را توسعه داده است و یک لغت برای توصیف ویژگی ها و کلاس های منابع بر پایه RDF، با معانی برای تعمیم سلسله مراتب از خواص و طبقات است.

OWL لغات بیشتری برای توصیف ویژگی ها و کلاس ها اضافه می کند: از بین آن ها،روابط بین کلاس ها(disjointness)، cardinality(برای مثال "دقیقا یک" )، برابری،نوع سازی غنی تر از ویژگی ها، مشخصات ویژگی ها وشمارش کلاس ها.

SPARQL یک پروتکل و زبان کوئری از مبانع وب معنایی است.



وضعیت فعلی استاندارد سازی

استاندارد سازی های در حال پیشرفت فعلی شامل :

قانون فرمت تبادل(RIF) به عنوان لایه ای از پشته وب معنایی.

لایه هایی که هایی که هنوز به طور کامل بیرون نیامده اند شامل :

لایه های منطق وحدت و مدرک تحت تحقیقات فعال هستند.

مقصود بالابردن قابلیت استفاده و فایده وب است و ارتباط تنگاتنگ آن با منابع از طریق :

سرورهایی سیستم های داده ای موجود را با استفاده از RDF و SPARQL نشان می دهند.خیلی تبدیل کننده ها به RDF از برنامه های کاربردی مختلف وجود دارد.پایگاه داده های رابطه ای یک منبع مهم هستند. سرور وب معنایی بدون تاثیر گذاری بر عملکرد سیستم موجود به آن پیوست می شود.

اسناد "نشانه گداری شده" با اطلاعات معنایی(یک توسعه از تگ <meta>در HTML در صفحات وب امروزی برای تامین اطلاعات موتورهای جستجوی وب، با استفاده از وب خزنده، به کاربرده می شود). این می تواند اطلاعات قابل فهم برای ماشین درباره محتوی اسناد قابل فهم برای انسان باشد(از قبیل تولید کننده،عنوان،توضیحات اسناد) یا می تواند صرفا ابرداده نمایش دهنده مجموعه ای از حقایق باشد(از قبیل منابع و خدمات در هرکجای سایت ها).(توجه کنید که هرچیزی که بتواند با شناسه منبع یکنواخت شناسایی (URI) شود، می تواند توصیف شود، بنابرین وب معنایی می تواند درباره حیوانات،مردم،اماکن،ایده ها استدلال کند.) نشانه گذاری معنایی معمولا خودکار، تا به صورت دستی، تولید می شود.

واژگان ابرداده رایج(هستی شناسی ها) و نگاشت بین واژگان که به خالقان اسناد اجازه می دهد بدانند که چگونه اسنادشان را نشانه گذاری کنند، بنابرین عامل ها می توانند اطلاعات در ابرداده تامین شده را استفاده کنند( بنابرین مولف درمقام 'مولف صفحه' با مولف در مقام مولف کتابی که موضوع مرور یک کتاب است، اشتباه گرفته نمی شود. )



عامل های خودکارشده برای اجرای وظایف برای کاربران وب معنایی با استفاده از این داده

خدمات برپایه وب(معمولا با عامل های خودشان) برای تامین اطلاعات مخصوص عامل ها(برای مثال یک خدمت مورد اعتماد که یک عامل بتواند درباره تاریخچه خدمات ضعیف یا هرزه نگاری برخی فروشگاه های برخط بپرسد)

واکنش های شکاک



امکان سنجی عملی

منتقدان شدنی بودن تحقق کامل یا جزئی وب معنایی را می پرسند.بحران Cory Doctorow ("ابرچرند") از دورنمای رفتار انسان و ارجحییات شخصی هست. برای مثال، مردم ممکن است برای گمراه کردن موتور های وب معنایی که فرض را بر صحت ابرداده می گذارند، ابرداده جعلی به صفحات وب وارد کنند. این پدیده در ابرتگ ها شناخته شده بود که الگوریتم رتبه بندی آلتاویستا را با بالابردن رتبه صفحات وب بخصوص فریب می داد : موتور شاخص گذاری گوگل خصوصا به دنبال چنین تلاش هایی برای دست کاری است. Peter Gärdenfors و Timo Honkela اشاره می کنند که فناوری های وب معنایی برپایه منطق، تنها یکسری از پدیده های مربوط به هستی شناسی را پوشش می دهند.

جایی که فناوری های وب معنایی درجه پذیرش عملی بالاتری پیدا کرد، تمایل بیشتری به بودن آن در هسته جوامع تخصصی و سازمان های برای پروژه های درون سازمانی است. محدودیت ها به سوی پذیرش عملی، در دامنه ها و حوزه های محدود تر از چالش کمتری نسبت به عامه مردم و تارنمای گسترده جهانی دارد.





پتانسیل یک ایده در حال پیشرفت سریع

مقاله ابتکاری Scientific American در سال 2001 توسط برنزلی تکامل مورد انتظار از وب موجود به وب معنایی را توصیف کرد . یک تکامل کامل چنان که توسط برنزلی توصیف شد فعلا در حال اتفاق افتادن است. در 2006 برنزلی و همکارانش اظهار داشتند که : "این ایده ساده، به هر حال، تا حد زیادی تحقق نیافته باقی مانده است. " در حالی که ایده هنوز در حال ساخت است، به نظر می رسد به سرعت در حال تکامل است و الهام بخش بسیاری بوده است. بین 2007-2010 بسیاری محققان پتانسیل اجتماعی وب معنایی را در کسب و کار و بخش سلامت و برای شبکه سازی اجتماعی، بررسی کرده اند. آنها همچنین مرز تکامل دموکراسی را بررسی کرده اند: چگونه یک جامعه خواست مشترکش را به یک شیوه دموکراتیک از طریق وب معنایی فرم می دهد.





سانسور و حفظ حریم خصوصی

اشتیاق درباره وب معنایی می تواند با نگرانی ها درمورد سانسور و حفظ حریم خصوصی تعدیل شود. برای مثال، فناوری های تحلیل متن حالا می توانند با استفاده از کلمات دیگر به راحتی کنار گذاشته شود، مثلا استعاره ها، یا با استفاده از تصاویر به جای متن. یک اجرا حرفه ای از وب معنایی کنترل بر روی مشاهد و آفرینش اطلاعات آنلاین را برای دولت ها بسیار آسان تر می کند؛ چرا که فهمیدن این اطلاعات برای یک ماشین مسدود کننده محتوی خودکار، راحت تر است. به علاوه،این مسئله مطرح شده است که با استفاده از فایل های FOAF و ابرداده منطقه جغرافیایی، کمتر کسی حاضر به فاش شدن نامش در نگارش یک مقاله در یک وبلاگ شخصی خواهد شد. برخی از این نگرانی ها درخطاب به پروژه "وب آگاه سیاسی" بودند و یک عنوان فعال تحقیق و توسعه ای هستند.





دوبرابر شدن فرمت های خروجی

انتقاد دیگر به وب معنایی این است که زمان بیشتری صرف ساخت و انتشار محتوی می شود، چرا که برای یک تکه از داده به دو فرمت نیاز است: یکی برای نمایش انسان و یکی برای ماشین ها. به هرحال، بسیاری از برنامه های کاربردی در حال توسعه وب، در حال پرداختن به این موضوع از طریق ایجاد یک فرمت قابل خواندن برای ماشین پس از انتشار داده یا درخواست ماشین برای پنین داده هستند. توسعه microformat ها واکنشی دیگر به این نوع از انتقاد است. یکی دیگر از استدلال ها در دفاع از امکان سنجی وب معنایی، احتمالا قیمت در حال سقوط وظایف هوش انسانی در بازار کار دیجیتال،مثلAmazon Mechanical Turk است.

مشخصات از قبیل eRDF و RDFa، به داده های دلخواه RDF اجازه می دهد در صفحات HTML تعبیه بشوند.مکانیزم GRDDL (خوشه چین توضیحات منابع از گویش های زبان) به ماده موجود (شامل میکرو فرمت ها) اجازه می دهد به طور خودکار به عنوان RDF تفسیر شوند؛ بنابرین ناشران تنها نیاز به استفاده از یک فرمت،مثل HTML، را دارند.




پروژه ها

این بخش بعضی از پروژه ها و ابزار بسیاری را که جهت ایجاد راه حل های وب معنایی وجود دارد لیست می کند:




DBpedia

DBpedia یک تلاش برای برای انتشار داده ساختاریافته استخراج شده از ویکی پدیا است: داده در RDF منتشر شده و برای استفاده در وب تحت لیسانس مستندسازی آزاد GNU قابل دسترس می شود، بنابرین به عامل های وب معنایی اجازه می دهد استنتاج و query گرفتن پیشرفته بر روی مجموعه داده مشتق شده از ویکی پدیا را فراهم بیاورند و استفاده مجدد و توسعه در دیگر منابع داده را تسهیل کنند.




FOAF

یک واژه پرطرفدار در وب معنایی دوستِ دوست است که از RDF برای توصیف روابط مردم با دیگر مردم در "چیزهای" اطراف آن ها، استفاده می کند.FOAF به عامل های هوشمند، برای درک هزاران ارتباطی که مردم با یکدیگر دارند،مشاغل آن ها و موارد مهم در زندگی آنها، مجوز می دهد؛ ارتباطاتی که ممکن است در موتورهای جستتجوی سنتی برشمرده بشود یا نشود. زیرا ارتباطات از لحاظ تعداد بسیار گسترده است و تفسیر انسان از این اطلاعات ممکن است بهترین راه برای تحلیل آن ها نباشد.




SIOC

پروژه جوامع آنلاین معنایی پیوسته (SIOC،"شاک" تلفظ می شود) یک واژگان از اصطلاحات و روابط را که فضاهای داده وب را مدل می کند، فراهم می آورد. مثال هایی از این نوع فضاهای داده شامل : تالارهای گفتگو،بلاگ ها،پست های بلاگ/خبرخوان ها،لیست های پستی، به اشتراک گذاری بوک مارک ها و گالری عکس ها، می شود.




NextBIO

یک پایگاه داده تقویت کننده علوم زیستی بالا تجربی داده های تگ شده و با استفاده از هستی شناسی پزشکی مرتبط شده اند. NextBio با استفاده از یک رابط موتور جستجو قابل دسترسی است. محققان می توانند یافته های خود را برای الحاق به پایگاه داده کمک کنند. پایگاه داده در حال حاضر از توضیحات داده پروتئین و ژن و توالی داده های محوری پشتیبانی می کند و به طور پیوسته در حال گسترش برای حمایت از انواع دیگر داده های بیولوژیکی است.





خدمات وب
با کمک فناوری خدمات وب (Web services) می‌شود سرویس‌ها و خدمتهای گوناگون را در روی اینترنت پراکنده کرد. منظور از خدمت، واحدی کوچک یا بزرگ از نرم‌افزار آماده به کار است که می‌تواند کار یا خدمتی را برای مشترکان خود انجام دهد.




میزبانی صفحات وب

میزبانی در واقع فضای مورد نیاز شما را برای ساخت وب‌گاه در اختیار شما قرار می‌دهد.




مزایای مربوط به خدمات وب'

بزرگ‌ترین مزیت روش نو از ناحیهٔ حضور اکس‌ام‌ال در اکثر ساختارهای مربوط به خدمات وب می‌آید. نیاز به آنهمه اکس‌ام‌ال به خاطر غلبه بر عدم مقیاس‌پذیری (scalability) شیوه‌های پیشین در مهندسی و ساخت اینترنت است. از آنجا که اکس‌ام‌ال متن گراست text-based، شمه‌ای از نرمی و انعطاف پذیری شگفت آوری که در زبان انسان موجود است با سختی و شکنندگی روشهای ماشینی ترکیب شده و ما را به ساخت سامانه‌های بسیار گسترش‌پذیر توانا می‌گرداند.




استانداردهای خدمات وب




پروتکل دسترسی ساده به شیء (SOAP)

بر اساس پروتکل دستیابی ساده به شیء است که تمامی خدمات وب به گردش در می‌آید. منظور از پروتکل، مجموعه شرح قواعد و فرمت‌های مربوط به ارسال پیامهای مخابراتی از یک ماشین به ماشین دیگر است. SOAP پروتکل ساده‌ای ست که به منظور سازگاری (compatibility) با سکوهای (platforms) مختلف و نیز سیستم‌های عامل (operating systems) گوناگون نوشته شده است. هدف اساسی این پروتکل را باید امکان پذیری مخابرات ماشین به ماشین در محیط‌های محاسباتی نامتجانس (heterogeneous) ذکر کرد.




زبان توصیف خدمات وب (WSDL)

هر چه بیشتر پرتکل‌های مخابراتی و فرمت پیامها بر روی وب به سمت استاندارد شدن پیش می‌رود، امکان و اهمیت توصیف مخابرات و امور تبادل یافته، به شیوه‌های ساختارپذیر (structured) نیز فزونی می‌یابد. زبان توصیف خدمات وب درست به منظور برآورده نمودن همین نیاز ابداع گردیده است، و این مهم را با تعریف یک گرامر اکس‌ام‌ال انجام می‌دهد. این گرامر به خصوص، خدمات موجود در شبکه را به صورت مجموعه‌هایی از نقاط پایانی مخابراتی بیان می‌نماید که قادرند به تبادل پیام‌های مخابراتی بپردازند مبادرت ورزند.




شرح، کشف، و یکپارچه‌سازی جهانی (UDDI)

به وسیله فناوری شرح، کشف، و یکپارچه‌سازی فراگیر (Universal Description، Discovery، and Integration) می‌توان به انتشار و نیز جستجوی خدمات وب اقدام کرد. این فناوری، خدمات وب را سامان داده، و پس از شرح آن ها، اطلاعات بدست آمده را در یک جایگاه مرکزی قرار می‌دهد.

دراینجا بیشتر تاکیدمان برتعامل با منابعی است که حالتپذیر(Statefull) هستند به جای استفاده از پیغامها و یا عملیاتها.


انواع سبک‌های استفاده از وب سرویسها




روش فراخوانی از راه دور - RPC

وب سرویس‌های این نوع، توابع توزیع شده ای رااجرا می کنند که فراخوانی شان بسیار برای تولیدگرها آشناست، بطور معمول ساده‌ترین واحد این مدل فراخوانی یک عملیاتی است که یک wsdl در پی دارد روشهای دیگری که با کارکرد مشابه به عنوان شی RPC می توان نام برد، Object Management Group's (OMG) و Common Object Request Broker Architecture (CORBA) و Microsoft's Distributed Component Object Model (DCOM) و یا سان مایکروسیستم جاوا ست که همان (RMI)نامیده میشود.




معماری سرویس گرا - Service-oriented architecture

وب سرویس‌ها را برای پیاده سازی معماری با رویکرد به مفاهیم معماری سرویس گرا (SOA) می توان اجرا کرد که مبتنی است بر ساده‌ترین واحدهای ارتباطی که همان پیغام‌ها میباشند در تقابل با اعمال (operation)، به همین دلیل است که غالباً با نام سرویس‌های پیغام گرا نامیده میشوند . این دست از وب سرویسها توسط اکثر تولیدکنندگان نرم‌افزار عمده در دنیا پشتیبانی می گردد، بر خلاف RPC در این مدل امکان اتصالات سست(loose coupling ) محقق تر است بدلیل اینکه تاکید بر روی CONTRACT ی است که WSDL تولید کرده به جای اینکه بروی جزئیات زمینه اجرا باشد.




نمایانگر حالت انتقال - (Representational state transfer (REST)

این مدل تلاشی است در جهت توصیف و یا ساخت معماری هایی که از http و یا پروتکل‌های مشابه ای استفاده می کنند که هدفشان محدود کردن واسطه(interface) هاست به استفاده از اعمال شناخته شده واستاندارد (مثل GET، POST، PUT، DELETE بروی HTTP) دراینجا بیشتر تاکیدمان برتعامل با منابعی است که حالتپذیر(State-full) هستند به جای استفاده از پیغامها و یا عملیاتها. یک معماری مبتنی بر REST که REST-full نامیده می‌شود می تواند برای تعریف یک پیغام سوپ از WSDL بروی HTTP استفاده کند یا می تواند یک کلاس انتزاعی باشد که صرفاً بروی سوپ بنا شده باشد، یا می تواند تماماً بدون هیچ استفاده ای از سوپ ساخته شود. WSDL ۲ نه تنها اتصال به همه متدهای ورژن یک را امکانپذیر می‌کند بلکه تمامی متدهای اتصال به http را پشتیبانی می‌کند، بنابراین به نظر می رسد که برای وب سرور هایی از نوع REST این اجرا بهترین باشد، هر جند که پشتیبانی از این مشخصات فنی معماری، درون کیت‌های برنامه نویسی روز دنیا هنوز ضعیف می باشد. این برنامه‌ها معمولاً به سمت تولید ابزارهایی برای WSDL ۱ تمایل دارند.
11:21 pm

آغاز کیمیا (۳۰۰–۷۰۰ پ. م.)

در گذشته مردم بسیار مشتاق بودند که بتوانند فلزهایی ارزان را به فلزی گرانبها همچون طلا تبدیل کنند. به اعتقاد آنان ماده‌ای که می‌توانست چنین کاری انجام دهد، سنگ فلاسفه بود. همین موضوع سبب شد که علمی به نام کیمیا* پدید آید.





کیمیا تنها به دنبال تبدیل فلزهای ارزان به فلزهای گرانبها نبود. آن زمان این امید وجود داشت که کیمیا بتواند کمکی کند تا دارویی ساخته‌شود که منجر به بهبودی مردم شود. مردم امیدوار بودند که کیمیاگران بتوانند ماده‌ای به نام آب حیات یا اکسیر زندگی به وجود بیاورند تا به کمک آن مرگ انسان‌ها را به تأخیر بیندازند. اما هرگز سنگ جادو و آب حیات به وجود نیامد.




از کیمیاگری به شیمی (۷۰۰–۱۵۰۰)

در جهان عرب، دانشمندان مسلمان شروع به ترجمهٔ آثار علمی یونان باستان کردند و شیوه‌های علمی آن‌ها را آزمایش کردند. توسعهٔ شیمی مدرن بسیار آهسته و دشوار بود اما یک شیوه علمی برای شیمی در میان مسلمانان در حال پیدایش بود. در قرن هشتم میلادی، جابر بن حیان که او را پدر علم شیمی نیز می‌نامند، و از شاگردان امام ششم شیعیان بوده است یک رویکرد منظم و همراه با آزمایش را معرفی کرد. تحقیقات او بر خلاف کیمیاگران یونانی و مصری که بیشتر تنها در ذهن خود به تفکر می‌پرداختند، در آزمایشگاه صورت می‌گرفت. او وسیله‌ای به نام عنبیق اختراع کرد و با آن مواد شیمیایی را بررسی می‌کرد. عنبیق وسیله‌ای ساده برای تقطیر مواد بود. این ظرف برای گرم کردن مخلوط‌ها و جمع‌آوری و هدایت بخارهای حاصل به کار می‌رفت. از کارهای جابر بن حیان تفاوت قائل شدن میان اسید و باز، و ساخت صدها دارو بود.

سایر شیمی‌دانان مؤثر مسلمان از قبیل ابن سینا، ابویوسف کندی، ابوریحان بیرونی و امام جعفر صادق برخی نظریه‌های کیمیا از جمله داستان سنگ فلاسفه را رد کردند. خواجه نصیر طوسی نیز به گونه‌ای پایستگی جرم را ارائه کرد. او اشاره کرد که یک ماده تنها می‌تواند تغییر کند اما نمی‌تواند ناپدید شود. محمد زکریای رازی نیز نظریهٔ عناصر چهارگانهٔ ارسطو را برای اولین بار رد کرد. او با به‌کارگیری آزمایشگاه مدرن و طراحی و توصیف بیش از بیست ابزار آزمایشگاهی که برخی از آن‌ها هم‌اکنون نیز کاربرد دارند، یک بنیان مستحکم برای شیمی مدرن بنا کرد.





آغاز شیمی نوین (۱۵۰۰–۱۸۰۰)

مشاهده کردن، اندیشیدن و نتیجه‌گیری کردن ابزارهای یونانیان باستان برای مطالعهٔ علوم طبیعی بود. کیمیاگران نیز تا پیش از آغاز دوران شیمی مدرن تنها از این سه ابزاره استفاده می‌کردند. در سال ۱۶۰۵، فرانسیس بیکن کتاب مهارت و پیشرفت فراگیری را منتشر کرد که حاوی توضیحاتی بود که بعدها به روش علمی معروف شد. در سال ۱۶۱۵ ژان بگن برای اولین بار از معادله شیمیایی استفاده کرد. رابرت بویل، دانشمند بریتانیایی در سال ۱۶۶۱ در کتاب شیمی‌دان شکاک، شیمی را علمی تجربی خواند. او از محققان خواست تا علاوه بر سه ابزار اصلی یونانیان پژوهش‌های علمی نیز انجام دهند. بویل عقیدهٔ ارسطو را که جهان از چهار عنصر آب، هوا، خاک و آتش تشکیل شده‌است را رد کرد و به جای آن سه عنصر نمک، گوگرد و جیوه را عناصر سازندهٔ جهان دانست. در عوض او مفهومی جدید ارائه کرد که ذرات اولیه با ایجاد پیوند با یکدیگر ترکیب‌های جدید می‌سازند. این تعبیر ساده‌ترین و در عین حال معقول‌ترین تعبیری بود که ارائه شد. پس از آن برای توجیه پدیده‌های طبیعی به جای نظریهٔ ارسطو از نظریهٔ بویل استفاده‌شد. در سال ۱۶۶۹ هنینگ براند توانست فسفر را از ادرار به دست‌آورد و فسفر اولین عنصری بود که با شیوهٔ شیمیایی کشف شد. هنری کاوندیش برای اولین بار در سال ۱۷۶۶ توانست گاز هیدروژن (H2) را از سار گازها تمیز دهد. لاووازیه در سال ۱۷۹۳ نام این گاز را هیدروژن نهاد.

آنتوان لاووازیه در سال ۱۷۸۹ قانون پایستگی جرم را مطرح کرد که به قانون لاووازیه نیز مشهور شد. در این هنگام قوانین شیمی کمی قوی‌تر شد به گونه‌ای که پیش‌بینی‌های درست‌تری صورت می‌گرفت.

جوزف بلک در سال ۱۷۵۴ توانست کربن دی‌اکسید که او به آن هوای ثابت می‌گفت را جداسازی کند. کارل ویلهلم شیله و جوزف پریستلی هر یک در سال‌های ۱۷۷۱ و ۱۷۷۴ به طور مستقل توانستند اکسیژن را با گرم کردن جیوه (II) اکسید و نیترات‌ها جداسازی کنند. جوزف پروس نیز با کشف «قانون نسبت‌های معین» باعث پیشرفتی بزرگ در شیمی شد. بر اساس این قانون مواد شیمیایی با نسبت‌های معین با یکدیگر واکنش می‌دهند. در سال ۱۸۰۰ آلساندرو ولتا با ساخت اولین باتری شیمیایی باعث سرآغاز دانش الکتروشیمی شد. در سال ۱۸۰۱، جان دالتون نظریهٔ اتمی خود را در هفت بند منتشر کرد. او در نظریهٔ خود اتم را تجزیه‌ناپذیر خواند. در آن زمان نظریهٔ دالتون بسیار تاثیرگذار بود به طوری که در قرن نوزدهم، شیمی‌دانان به دو گروه تقسیم می‌شدند. گروه اول کسانی بودند که نظریهٔ اتمی جان دالتون را دنبال می‌کردند و گروه دوم کسانی همانند ارنست ماخ بودند که به این نظریه اعتقاد نداشتند.

در سالنامهٔ علوم (به فرانسوی: L'année de la science) مربوط به سال ۱۹۹۰ راجر کراتینی بیان می‌کند که انگلیسی‌ها بدون تردید اظهار دارند که جوزف پریستلی پدر شیمی جدید است و فرانسوی‌ها نیز آنتوان لاووازیه را پدر شیمی جدید می‌دانند.

اگرچه شیمی در دورهٔ تمدن بابل و مصر باستان آغاز شد و ایرانیان و عرب‌ها در دورهٔ تمدن اسلامی فعالیت‌های زیاد انجام دادند، با این حال شیمی مدرن پس از فعالیت‌های لاووازیه شکوفا شد. اصلی‌ترین دلیل آن اکتشافات او دربارهٔ پایستگی جرم، نظریهٔ ماهیت آتش و واکنش سوختن در سال ۱۷۸۳ بود. پیش از آن فرض می‌شد که ماهیت آتش ماده‌ای‌است که از مادهٔ سوختنی آزاد می‌شود.

پس از آنکه واکنش سوختن به طور علمی بررسی و حل و فصل شد، فریدریش وهلر، که در سال ۱۸۲۸ موفق به ساخت ترکیب اوره شده‌بود، بحث دیگری را دربارهٔ ارتباط شیمی و حیات و تمایز مواد آلی و مواد معدنی آغاز کرد. پیش از آن در دانش شیمی هرگز به ترکیب مواد آلی و مواد معدنی پرداخته‌نشده‌بود. همین امر سرآغاز یک رشته جدید در شیمی شد به طوری که در اواخر قرن نوزدهم میلادی دانشمندان می‌توانستند صدها ترکیب آلی به وجود بیاورند. مهم‌ترین آن‌ها جوهرهای مصنوعی بنفش، سرخابی و سایر رنگ‌ها و نیز آسپیرین بود. کشف شیوهٔ مصنوعی تهیهٔ اوره کمک بسیار بزرگی به کشف ترکیبات همپار کرد. چراکه آمونیوم سیانید و اوره دارای فرمول تجربی یکسان هستند.

مایکل فارادی در سال ۱۸۲۵ توانست بنزن را از گاز درخشان آزاد شده از پیرولیز روغن وال به دست بیاورد و آن را بی‌کابورت هیدروژن نامید. بنزن اولین و ساده‌ترین ترکیب آروماتیک کشف شده‌است. ساختار بنزن توسط فریدریش آگوست ککوله در سال ۱۸۶۵ میلادی شناسایی شد.



شیمی نوین

پیش از قرن بیستم، شیمی به عنوان دانشی برای شناخت طبیعت مواد و دگرگونی آن‌ها شناخته‌می‌شد. تفاوت عمدهٔ شیمی با فیزیک این بود که در شیمی از ریاضیات استفاده نمی‌شد و بیشتر علمی تجربی بود. برای نمونه، اوت کنت در سال ۱۸۳۰ نوشت:

هر تلاشی برای به‌کارگیری شیوه‌های ریاضیاتی در مطالعهٔ شیمی، کاملاً غیرمنطقی و بر خلاف روح شیمی‌است. اگر روزی آنالیزهای ریاضی یک بخش برجستهٔ شیمی را به عهده بگیرد، باعث انحطاط آن می‌شود.

به هر حال در نیمهٔ دوم قرن نوزدهم شرایط تغییر کرد و فریدریش آگوست ککوله در سال ۱۸۶۷ نوشت:

من انتظار دارم که روزی یک توضیح ریاضیاتی-مکانیکی برای آنچه که امروزه به آن اتم می‌گوییم، خواهیم‌یافت و به کمک آن خواص اتم‌ها را بررسی خواهیم‌کرد.

پس از اکتشافات ارنست رادرفورد و نیلز بور دربارهٔ ساختار اتم و اکتشافات ماری و پیر کوری دربارهٔ پرتوزایی، دانشمندان مجبور بودند دیدگاه خود را نسبت به طبیعت مواد تغییر دهند. بنابراین شیمی به عنوان دانش مواد و مطالعهٔ ترکیب، ساختار و خاصیت‌های مواد و تغییراتی که دستخوش آن‌ها می‌شود، تعریف شد. در تعریف شیمی، ماده همان اتم‌ها و مولکول‌ها هستند و در شیمی واکنش‌های هسته‌ای و شکافت هسته‌ای نادیده گرفته‌می‌شوند. ولی این به آن معنا نیست که شیمی با دانش هسته‌ای ارتباطی ندارد چرا که شاخه‌هایی همچون شیمی هسته‌ای و شیمی کوانتومی نیز وجود دارد اما آنچه امروزه به عنوان کاربرد شیمی از آن یاد می‌شود بررسی مفاهیمی دربارهٔ مواد چه در مقیاس بزرگ و چه در مقیاس مولکولی و اتمی‌است. مطالعه‌های شیمی به بررسی کل یک مولکول تا تأثیر یک پروتون تنها روی یک اتم می‌پردازد.



جدول تناوبی

جان نیولندز، شیمی‌دان انگلیسی در سال ۱۸۶۵ دریافت که با گذر از هر هشت عنصر، خواص فیزیکی تکرار می‌شوند.[۷۱] او این خواص مشابه را نیز یادداشت کرد.[۷۲] دیمیتری مندلیف، شیمی‌دان روسیه‌ای اولین کسی بود که یک جدول تناوبی مشابه جدول‌های تناوبی امروزی را به وجود آورد. او عناصر را برحسب جرم اتمی کنار یکدیگر قرار داد و همانند بازی سولیتیر، روی کارت‌هایی نام و خواص عناصر را نوشت و با کنار یکدیگر قرار دادن آن‌ها به شباهت خواص آن‌ها پی برد. او عناصری که به یکدیگر شبیه بودند را در جدولی زیر یکدیگر قرار داد و جدولش را در یک مجلهٔ ناشناخته روسی منتشر کرد و کمی بعد در نشریهٔ آلمانی «مجلهٔ شیمی» (به آلمانی: Zeitschrift für Chemie) منتشر شد.

مندلیف به دلیل تکرار تناوبی خواص متوجه شد که بعضی عناصر هنوز کشف نشده‌اند. او مجبور شد جای این عناصر را در جدولش خالی بگذارد. او وجود سه عنصر ژرمانیم، گالیوم و اسکاندیم را حدس زد و نام آن‌ها را به ترتیب اکاسیلیسیوم، اکاآلومینیوم و اکابور نهاد. وی همچنین توانست برخی خواص همچون جرم و رنگ آن‌ها را حدس بزند که پس از کشف این عناصر پیش‌بینی‌های او با واقعیت مطابقت می‌کردند.



جایزهٔ نوبل شیمی

آلفرد نوبل، کارآفرین سوئدی و مخترع دینامیت در آخرین وصیت‌نامه‌اش که در ۲۷ نوامبر ۱۸۹۵ آن را تنظیم کرد، خواست که ثروتش صرف ایجاد مراسمی برای اهدای جوایز به «کسی که بیشترین سود را به نوع بشر» در زمینهٔ فیزیک، شیمی، صلح، فیزیولوژی یا داروسازی و ادبیات می‌رساند، شود. نوبل ۹۴٪ ثروتش را که معادل ۳۱ میلیون کرون سوئد* بود وقف ایجاد این پنج جایزه کرد.

در ۱۰ دسامبر ۱۹۰۱ اولین جوایز نوبل اهدا گردید. اولین جایزهٔ نوبل شیمی را یاکوبوس هنریکوس وانت‌هوف به علت کشف قوانین دینامیک شیمیایی و فشار اسمزی در محلول‌ها دریافت کرد.



مدل‌های اتمی

اتم‌ها تا سال ۱۸۹۷ کوچک‌ترین جزء ماده و تجزیه‌ناپذیر تلقی می‌شدند. جوزف جان تامسون در سال ۱۸۹۷ طی تحقیقات روی پرتوهای کاتدی، الکترون را کشف کرد. او با قرار دادن یک میدان الکتریکی در اطراف پرتوهای کاتدی متوجه انحراف پرتوها شد و به وجود الکترون در اتم پی برد و در نتیجه تجزیه‌ناپذیر بودن اتم را رد کرد. پس از آن با استناد بر آزمایش خود، یک مدل اتمی ارائه کرد که به مدل کیک کشمشی یا مدل هندوانه‌ای معروف شد. بر اساس این مدل بار مثبت به صورت فضای ابرگونه‌ای سراسر اتم پخش شده‌است و الکترون‌ها در این فضا پراکنده شده‌اند. او مدل خود را به کیک کشمشی تشبیه کرد به طوری که الکترون‌ها همان کشمش‌ها و بار مثبت کیک است.

مدل تامسون در سال ۱۹۰۹ توسط ارنست رادرفورد، یکی از شاگردان قدیمی تامسون رد شد. رادرفورد و هانس گیگر آزمایش ورقهٔ طلا را ابداع کردند. آن‌ها در این آزمایش یک ورقه نازک طلا را در معرض پرتوهای آلفا قرار دادند. آن‌ها انتظار داشتند که بر اساس مدل تامسون پرتوهای آلفا با انحراف بسیار کمی از ورقهٔ طلا عبور کنند اما بسیاری از پرتوها با زاویهٔ بیشتر از ۹۰° بازگشتند.

رادرفورد نتیجه گرفت که اتم دارای هسته‌ای متمرکز است و مدل اتمی خود را ارئه کرد. او کشف کرد که بیشتر جرم اتم مربوط به بار مثبت است و بار مثبت در یک فضای کوچک به نام هسته در مرکز اتم فشرده شده‌است. الکترون‌ها نیز در فضایی اطراف هسته قرار دارند.

مدل اتمی رادرفورد در دو مورد پایداری اتم و طیف ناپیوستهٔ تابشی اتم پاسخی نداشت. بر اساس مدل رادرفورد اتم نمی‌توانست پایدار باشد؛ زیرا اگر فرض شود الکترون‌ها ثابت هستند، الکترون به دلیل بار منفی جذب هسته می‌شود و اگر فرض شود که الکترون‌ها مانند سیارات منظومهٔ شمسی در حال حرکت به دور هسته هستند و نیروی مرکزگرا همان نیروی الکتریکی‌است، الکترون‌ها باید موج الکترومغناطیسی تابش کنند که در این صورت انرژی الکترون‌ها کاهش یافته و به تدریج روی اتم سقوط می‌کنند. نیلز بور در سال ۱۹۱۳ با توجه به نظریه‌های کوانتومی پلانک و اینشتین، با تجدیدنظر بنیادی در فیزیک کلاسیک، مدل اتمی خود را بیان کرد. او در نظریهٔ خود اعلام کرد که الکترون‌ها در هر مداری نمی‌توانند پایدار بمانند و فقط در مدارهای مجازی به نام «مدارهای مانا» می‌توانند پایدار بمانند و به دور هسته بچرخند. او نیروی مرکزگرا را نیز همان نیروی الکتریکی فرض کرد. تا زمانی که الکترون روی مدار مانا حرکت کند، موج الکترومغناطیسی تابش نمی‌کند و انرژی آن مانا است. در مدل بور شعاع مدار الکترون‌ها نمی‌تواند هر مقداری باشد و شعاع‌ها کوانتیده هستند و الکترون‌ها تنها هنگام جهش از یک مدار پایه به یک مدار با انرژی بیشتر تابش می‌کنند و مقدار انرژی آن‌ها نیز کوانتیده‌است.




شیمی کوانتومی

کشف معادله شرودینگر توسط اروین شرودینگر و مقالهٔ والتر هایتلر و فریتز لندن که در سال ۱۹۲۷ منتشر شد، به عنوان سرآغاز شیمی کوانتومی شناخته‌می‌شود. به این ترتیب شیمی‌دانان توانستند پیوند اتمی را توجیه کنند. در دههٔ ۱۹۴۰ بسیاری از فیزیک‌دانان مانند روبرت اوپنهایمر و ادوارد تلر از مقیاس مولکولی و اتمی فیزیک به فیزیک هسته‌ای روی آوردند. در سال ۱۹۲۶ میلادی، شرودینگر بر مبنای رفتار دوگانهٔ ذره‌ای و موجی الکترون و با تأکید بر رفتار موجی آن، محدود کردن الکترون به یک مدار دایره شکل را درست ندانست و از حضور الکترون در یک محیط سه بعدی سخن گفت. او یک مدل کوانتومی برای اتم ارائه کرد. کلمنز روتان نیز در سال ۱۹۵۱ مقاله‌ای دربارهٔ معادلات روتان منتشر کرد.

شیمی کوانتوم قوانین مکانیک کوانتوم را در مسائل مربوط به شیمی مورد استفاده قرار می‌دهد. به کمک شیمی کوانتومی می‌توان بسیاری از خاصیت‌های مولکول‌ها مانند طول و زاویهٔ پیوندی، قطبیت پیوند، قطبیت مولکول و طیف‌های مولکولی را مطالعه‌کرد. لینوس پاولینگ نیز برروی طبیعت پیوندهای شیمیایی و ساختار کمپلکس‌ها تحقیقاتی انجام داد که باعث شد در سال ۱۹۵۴ جایزهٔ نوبل شیمی را دریافت کند.همچنین وی یکی از بزرگ‌ترین شیمی‌دانان قرن بیستم شناخته می‌شود.
 

ساعت : 11:21 pm | نویسنده : admin | مطلب قبلی | مطلب بعدی
آزمایشگاه شیمی | next page | next page