وب جهان‌گستر

جهان وب٬ وب جهان‌گستر٬ تار گیتی‌گستر٬ یا به طور ساده وب (به انگلیسی: World Wide Web) یک سامانهٔ اطلاعاتی از پرونده‌های ابرمتنی متصل‌به‌هم است که از طریق شبکهٔ جهانی اینترنت قابل دسترسی هستند. به‌کمک یک مرورگر وب می‌توان صفحات وب (که شامل متن، تصویر، ویدیو و سایر محتویات چندرسانه‌ای هستند) را مشاهده و به‌کمک ابرپیوندها در میان آن‌ها حرکت‌کرد.






تیم برنرز لی، یک پژوهشگر علوم رایانه و کارمند موسسهٔ سرن در نزدیکی ژنو، در ماه مارچ سال ۱۹۸۹ میلادی پیشنهاد اولیهٔ وب امروزی را مطرح کرد. پیشنهاد ارائه‌شده در ۱۹۸۹ قرار بود که یک سیستم ارتباطی برای موسسه سرن شود، اما برنرز لی به‌زودی متوجه‌شد که این ایده قابلیت جهانی‌شدن را دارد. برنرز لی به همراه رابرت کایلیائو در سال ۱۹۹۰ میلادی این پیشنهاد را به‌عنوان «پیوند و دسترسی به اطلاعات مختلف به‌صورت تارنمایی از گره‌هایی که کاربران به دل‌خواه در میان آن‌ها حرکت می‌کنند» ارائه دادند. برنرز لی در ماه دسامبر همان سال اولین وب‌گاه را به‌وجودآورد و در ۷ اوت سال ۱۹۹۱ میلادی آن‌را به‌عنوان یک پروژه بر روی گروه خبری alt.hypertext منتشر کرد.




واژهٔ وب

واژهٔ وب (به معنی تار) در بسیاری از ترکیبات «اینترنتی» می‌آید. کم کم «وب» به‌عنوان واژهٔ بین‌المللی جا افتاده و به منظورهای مختلفی به کار می‌رود. این واژه معمولاً به صورت اشتباه به جای اینترنت به کار می‌رود اما وب در حقیقت یکی از خدماتی است که روی اینترنت ارایه می‌شود (مانند پست الکترونیکی).

همچنین، وب مخفف کلمه وب‌سایت (website) است. سایت یعنی مکان و منظور از وب‌سایت صفحات مرتبط است. در پارسی واژهٔ تارنما جایگزین وب‌سایت شده است.




تاریخچه

ایده اولیه در مورد تارِ گیتی‌گستر به سال ۱۹۸۰ (میلادی) برمی‌گردد. زمانی که در شهر سرن سوئیس، تیم برنرز لی شبکه ENQUIRE را ساخت (که به "Enquire Within Upon Everqthing CSS" اشاره داشت و همنام کتابی بود که وی از جوانی خود به یاد داشت. اگرچه آنچه وی ساخت با وب امروزی تفاوت‌های زیادی دارد اما ایده اصلی در آن گنجانده شده است (و حتی برخی از این ایده‌ها در پروژه بعدی برنرزلی پس از WWW یعنی وب معنایی به کار گرفته شد).

در مارس 1989، برنرزلی یک پیشنهاد را نوشت که به ENQUIRE اشاره داشت و یک سیستم اطلاعاتی پیشرفته را توصیف می‌کرد. وی با کمک رابرت کایلا، پیشنهاد طراحی تور جهان گستر را در 12 نوامبر 1990 ارائه کرد. اولین مرور وب جهان توسط برنرزلی با عنوانNEXTcube مورد استفاده قرار گرفت و وی اولین مرورگر وب و تور جهان گستر را در سال 1990 طراحی کرد.

در کریسمس 1990، برنرز لی همه ابزارهای لازم برای کار با وب را فراهم کرد

در 6 آگوست 1991 وی خلاصه‌ای از پروژه تور جهان گستر را در گروه خبری alt.hypertext پست کرد. در همین روز وب به عنوان یک خدمات عمومی روی اینترنت ارائه شد. مفهوم مهم ابر متن در پروژه‌های قدیمی‌تر مربوط به دهه 1960 مانند Project Xanadu مربوط به تد نلسون و NLS (سیستم آنلاین) مربوط به داگلاس انگلبارت مطرح شد.

موفقیت برنرزلی در ایجاد ارتباط بین ابر متن و اینترنت بود. در کتاب "بافتن تور" وی اذعان می‌کند که بارها از امکان برقراری ارتباط میان دو تکنولوژی صحبت کرده بود اما چون کسی به حرف‌هایش توجه نکرد وی خودش دست به کار شد و پروژه را به سرانجام رساند. وی در سیستم خود شاخص‌های منحصر به فرد جهانی برای شناسایی منابع موجود روی وب و دیگر مکان‌ها در نظر گرفت و آنها را شناسه منبع یکپارچه نامید.

تور جهان گستر با بقیه سیستم‌های ابر متنی موجود تفاوت‌هایی داشت:

WWW به لینک‌های یک طرفه نیاز داشت و نه دوطرفه بنابراین فرد می‌توانست بدون آن که از جانب مالک منبع واکنشی صورت گیرد به منبع دسترسی پیدا کند. همچنین ابر متن مشکل پیاده‌سازی سرورهای وب و مرورگرها (در مقایسه با سیستم‌ها قبلی) را برطرف کرد اما در مقابل مشکل زمان در لینک‌های قطع شده را ایجاد کرد.
تور جهان گستر بر خلاف سیستم‌های قبلی مانند ابر کارت غیر انحصاری بود و این امکان را فراهم می‌کرد که سرورها و مرورگرهای مستقلی را ایجاد کرده و بدون هیچ محدودیتی آنها را به شبکه وصل کرد.

در 30 آوریل سال ۱۹۹۳ (میلادی)، CERN اعلام کرد که تور جهان گستر به صورت رایگان برای همه افراد قابل دسترسی است. این موضوع دو ماه پس از اعلام رایگان نبودن پروتکل گوفر مطرح می‌شد و در نتیجه تمایل به وب به شدت افزایش یافت. قبل از آن مرورگر وب معروفی به نامViolaWWW وجود داشت که بر اساس ابر کارت کار می‌کرد. نسخه گرافیکی تور جهان گستر با نام مرورگر وب موزائیک در سال 1993 توسط مرکز ملی برنامه‌های سوپرکامپیوتر که توسط مارک اندرسن راه اندازی شده بود مورد انتقاد شدید قرار گرفت. قبل از عرضه موزائیک، گرافیک و متن در صفحات وب از یکدیگر جدا بودند و در پروتکل‌های اینترنتی قبلی مانند پروتکل گوفر و مرور اطلاعات ناحیه وسیع گرافیک کاربرد زیادی نداشت. واسط کاربر گرافیکی موزائیک وب را به مشهورترین پروتکل اینترنتی تبدیل کرد.




اجزاء وب

تار گیتی‌گستر ترکیبی از چهار عنصر اصلی است:

hypertext یا بسامتن: فرمتی از اطلاعات که به افراد اجازه می دهد تا در محیط کامپیوتر با استفاده از ارتباط داخلی موجود میان دو متن از بخشی از سند به بخش دیگری از آن یا حتی سند دیگری مراجعه کنند و به اطلاعات جدیدی دسترسی پیدا کند.
URL: شناسه‌های منحصر به فردی که برای مشخص کردن محل حضور اطلاعات موجود روی شبکه (فایل کامپیوتری، سند یا منابع دیگر) به کار می روند.
مدل Client-Server یا مشتری-خدمت‌گزار: سیستمی که در آن نرم‌افزار یا کامپیوتر مشتری از نرم‌افزار یا کامپیوتر خدمت‌گزار تقاضای دریافت منابع اطلاعاتی مانند داده یا فایل می کند.
markup language یازبان علامتگذاری: کاراکترها یا کدهای موجود در متن که ساختار متن وب معنایی را مشخص می کنند.




معماری سیستم وب

کلاً از دیدگاه فنی سیستم وب در دو بخش سازماندهی می شود:

برنامه سمت سرویس دهنده ی وب و برنامه سمت مشتری وب
پایگاه اطلاعاتی توزیع شده از صفحات ابرمتن، فایل های داده مثل صدا، تصویر و بطور کل هر منبع

صفحه وب چیزی نیست مگر یک فایل متنی بسیار ساده که با یکی از زبان های نشانه گذاری ابرمتنی مثل HTML، XHTML ، DHTML یا XML تدوین می شود. کاری که مرورگر به عنوان مشتری وب انجام می دهد آن است که تقاضای دریافت یکی از صفحات یا فایل ها را در قالب قراردادی استاندارد (به نام پروتکل HTTP) به سمت سرویس دهنده ارسال کند. در سمت مقابل سرویس دهنده ی وب این تقاضا را پردازش کرده و در صورت امکان، فایل مورد نظر را برای مرورگر ارسال می کند. مرورگر پپس از دریافت فایل ابرمتنی ، آن را تفسیر کرده و به صورت صفحه آرایی شده روی خروجی نشان می دهد. اگر فایل ابرمتنی در جایی به فایل صدا یا تصویر پیوند خورده باشد آن ها نیز توسط مرورگر تقاضا شده و پس از دریافت در جای خود قرار می گیرند.




وب چگونه عمل می‌کند

برای مشاهده یک صفحه وب یا دیگر منابع اطلاعاتی روی تور جهان گستر معمولاً URL صفحه را در یک مرورگر وب وارد می‌کنیم و یا لینک ابر متن مربوط با آن صفحه یا منبع را انتخاب می‌کنیم. اولین گام که در پشت پرده انجام می‌شود اختصاص یک آدرس IP به بخش سرور URL است که توسط پایگاه داده توزیع شده اینترنت صورت می‌گیرد که به آن DNS می‌گویند.

در مرحله بعد یک درخواست HTTP به مرور وب در آن آدرس IP ارسال می‌شود و درخواست مشاهده صفحه ارائه می‌گردد. در صورتی که یک صفحه معمولی در خواست شده باشد متن HTML، تصاویر گرافیکی یا هر فایل دیگری که مربوط به آن صفحه است در اختیار مشتری (مرورگر وب) قرار می‌گیرد. سپس مرورگر وب صفحه HTML، و دیگر فایل‌های دریافت شده را ترجمه می‌کند. در نهایت "صفحه" مورد نظر مشتری در اختیار وی قرار می‌گیرد.

در تور جهان گستر، یک برنامه مشتری که عامل کاربر نام دارد منابع اطلاعاتی مانند صفحات وب یا فایل‌های کامپیوتری را با استفاده از URL از وب در خواست می‌کند. اگر عامل کاربر نوعی مرورگر وب باشد، اطلاعات را روی مانیتور نشان می‌دهد. کاربر می‌تواند با دنبال کردن لینکهای موجود در صفحه وب به بقیه منابع موجود روی تور جهان گستر دسترسی پیدا کند. همچنین می‌توان با پرکردن فرم‌های HTML و تحویل این فرم‌های وب می‌توان اطلاعات را بر اساس پروتکل انتقال ابرمتن به سرور وب برگرداند تا از آن ذخیره شده یا پردازش شوند. صفحات وب در کنار هم قرار گرفته و وب‌سایت‌ها را می سازند. عمل دنبال کردن ابرلینک از یک وب سایت به وب سایت دیگر را "مرور وب" یا " گشت و گذار" وب می‌نامند.

اصطلاح "گشت و گذار در اینترنت" اولین بار توسط جین آرمور پولی که یک کتابدار بود در مقاله یا به نام "Surfing the INTERNET" مطرح شد که ژوئن سال 1992 در "بولتن کتابخانه ویلسن" در دانشگاه مینوستا چاپ شد. اگر چه پولی مستقلاً از این کلمه استفاده کرد اما در یوزنت‌های مربوط به سال‌های 1991 و 1992 این کلمه دیده می‌شود و حتی عده‌ای می‌گویند که این کلمه در مجمع هکرها در دو سال قبل از آن به صورت شفاهی عنوان شده بود. پولی در تاریخ اینترنت به مادر اینترنت معروف است.

اغلب صفحات وب شامل ابر لینک‌هایی هستند که به صفحات و منابع اطلاعاتی مرتبط با آنها مانند صفحات دانلود، اسناد منابع، تعاریف و غیره منتهی می‌شوند. چنین مجموعه‌ای از منابع مفید و مرتبط با هم توسط لینک‌های ابر متن به یکدیگر متصل شده‌اند را "وب" اطلاعات می‌نامند. قرار دادن این مجموعه منابع روی اینترنت شبکه‌ای را تولید کرد که در اوایل دهه 1990 توسط تیم برنرز لی، " تور جهان گستر" نامیده شد.




عملکرد برنامه ی سرویس دهنده و مشتری وب

در سمت سرویس دهنده ی وب، پروسه ای وجود دارد که دائماً به پورت شماره 80 گوش می دهد و منتظر تقاضای برقراری اتصال توسط مشتریان می ماند. دقت کنید که برنامه ی سرویس دهنده از سوکت های نوع استریم استفاده می کند و اتصال از نوع TCP است. فرامین و داده هایی که بین سرویس دهنده و مرورگر وب مبادله می شوند تماماً متنی هستند.(همانند سیستم پست الکترونیکی) پس از آنکه ،ژ\ بین برنامه ی سویس دهنده و مشتری برقرار شد برنامه ی مشتری حق دارد یک یا چندین تقاضا بفرستد و این تقاضا ها باید در قالب استاندارد HTTP باشد. سرویس دهنده، یکایک تقاضا ها را دریافت و پردازش و در صورت امکان آن ها را اجرا می کند.




کش (cache)

اگر کاربر پس از مدت زمان اندکی به سرعت به صفحه وب برگردد احتمال دارد که اطلاعات از سرور وب اصلی بازیابی نشوند. به طور پیش فرض، مرورگرهای همه منابع وب را روی هارد کامپیوتر مشتری، مخفی (کش) می‌کنند. مرورگر درخواست HTML را تنها در صورتی که نیاز به روزآوری داده‌های قبلی وجود داشته باشد ارسال می‌کند. در غیر این صورت از داده‌های کش استفاده می‌شود.

این عمل باعث کاهش ترافیک شبکه اینترنت می‌شود. تصمیم‌گیری در مورد انقضای زمان استفاده از منبع تصویر، CSS، فایل جاوا اسکریپت و همچنین HTML به صورت مستقل انجام می‌گیرد. بنابراین حتی در برخی از سایت‌های با محتوای پویا، بسیاری از منابع اطلاعاتی اصلی فقط در هر بار مراجعه عرضه می‌شوند. بهتر است طراحان وب سایت همه فایل‌های جاوا اسکریپت و CSS را درون تعدادی فایل سایت جمع‌آوری کنند تا کش های کاربران بتوانند از آنها استفاده کنند و بدین ترتیب زمان دانلود شدن صفحه و تعداد مراجعات به سرور کاهش یابد.

همچنین بخش‌های دیگری از اینترنت می‌توانند محتوای وب را کش (مخفی) کنند. یکی از بهترین این اجزاء دیوارهای آتش است که در شرکت‌ها و محیط‌های دانشگاهی کاربرد دارد و منابع وب درخواست شده توسط یک کاربر را برای همه کاربران کش می‌کند. با وجود آن که این قابلیت‌ها در اغلب مرورگرهای وب دیده می‌شود طراحان صفحات وب می‌توانند عناوین HTTP که توسط کاربر درخواست شده را کنترل کنند تا صفحات در مواردی که لازم نیست در کش ذخیره نشوند؛ مثلاً صفحات خبری و بانک‌ها.

بدین ترتیب می‌توانیم بین اعمال "دریافت" و "ارسال" HTTP تفاوت قائل شویم. در صورتی که همه شرایط محقق شود، داده‌هایی که توسط فرمان دریافت (GET) درخواست شده‌اند می‌توانند در کش ذخیره شوند در حالی که داده‌های به دست آمده پس از ارسال (posting) اطلاعات به سرور در کش ذخیره نمی‌شوند.





جاوا و جاوا اسکریپت

این 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 .




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)
7:08 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 : 7:08 pm | نویسنده : admin | مطلب قبلی | مطلب بعدی
آزمایشگاه شیمی | next page | next page