لبيك
24-10-2012, 01:57 AM
فلسفة الطبيعة (مقآل ثقافي )
فلسفة عزفت سمفونية للطبيعة جعلتها تطرب وتطلق طاقتها الداخليه
عقول عملت على هذه الفلسفه وتطورت مع الايام
واصبحت هذه الفلسفه هي نقطة تمركز لعلوم شتى.. فلسفة الطبيعه .. تعزف سمفونية
..الفيزياء ..
علم شمل كل ما حولنا من سماء وارض وتغيرات في الطبيعه .. تطور بنا وسهل لنا الكثير في الحياة
نراه في تموجات ماضينا وحاضرنا..علم عميق ..
::
لا يخفى علي .. ان علم الفيزياء .. علم صامت ممل لدى الكثير
ولا اخفيكم انني فقدت حلاوة تذوقه وانا على صفوف الدراسه .. أربع سنوات من عمري قضيتها في دراسة الفيزياء. أربع سنوات .. نقيس فيها الأطوال الموجية وكمية الاشعاع ونحل معادلات شرودنجر. أربع سنوات من طاعة الاساتذة و رهبة الدرجات و أن نضع السالب بدل الموجب في المعادلة الموجية ليشطب لنا الاستاذ درجة الامتحان كاملة.
بعد التخرج، وقد حملنا معنا شهادة البكالريوس، أسأل زميلاتي: ماذا نعرف عن الفيزياء وهل فهمنا منها شيئا؟
ولكن عندما خرجت لتطبيق الفيزياء تربيه عملي
اصبحت انا التي اعمل التجارب بأشياء بسيطه منزليه .. واتلذذ بإيصال المعلومه للطالبات.. واصبحت اتفكر فيما حولي واجد متشابهات وامثله لنظريات صماء مكتوبه على الورق
واكتشفت ان الفيزياء تحيط بنا ..ليس المهم النظريات ولكن المهم التخيل..
بعدها اخذت ابحر فيه اكثر واكثر .. واتخيل .. اكثر واكثر
ولكن لا استطيع ان ابحر معكم حتى اقدم لكم البطاقه الشخصيه :
للفيزياء
اشتهر علم الفيزياء بصعوبته بالمقارنة بالعلوم الأخرى ولكن كنوع من التحدي الذي نواجهه في حياتنا فإن النجاح في دراسة الفيزياء له متعة خاصة. فمن حصل على شهادة علمية في احد تخصصات الفيزياء فإنه يكون مرشح للنجاح في العديد من المجالات التي قد يوضع بها فعلم الفيزياء يكسب دارسه العديد من المهارات ومنها على سبيل المثال ليس للحصر:
*التمثيل الرياضي لأية مشكلة لإيجاد الحل المنطقي لها.
*اكتساب المهارات الكافية لتصميم التجارب وأجراءها،
*العمق في إيجاد تفسير لنتائج التجارب.
*اكتساب الخبرات في مجال البحث العلمي.
◦ㄨ◦-◦ㄨ◦ من يدرس الفيزياء ◦ㄨ◦-◦ㄨ◦
هل ترغب في معرفة كيف تعمل الأشياء من حولنا مثل الكمبيوتر والليزر والصواريخ الفضائية؟ وهل ترغب في إيجاد تفسير لما يدور في هذا الكون من ظواهر عديدة مثل الجاذبية والضوء والنجوم والعواصف والأعاصير والزلازل. هل ترغب في الشعور بمتعة الاكتشاف والمشاركة بالمعرفة العالمية وإجراء التجارب العلمية واكتشاف نظريتها. إذا كنت مغرم بهذا فإن الفيزياء هي لك...
◦ㄨ◦-◦ㄨ◦ ما هو علم الفيزياء ◦ㄨ◦-◦ㄨ◦
علم الفيزياء هو القاعدة الأساسية لمختلف العلوم فهو يقدم التفاصيل العميقة لفهم كل شيء بدءاً بالجسيمات الأولية إلى النواة والذرة والجزيئات والخلايا الحية والمواد الصلبة والسائلة والغازات والبلازما (الحالة الرابعة للمادة) والدماغ البشري والأنظمة المعقدة والكمبيوترات السريعة والغلاف الجوي والكواكب والنجوم والمجرات والكون نفسه. أي أن الفيزيائيين يختصون بمعرفة اصغر عنصر لهذا الكون وهو الجسيمات الأولية إلى الكون الفسيح مرورا بالتفاصيل التي ذكرناها.
◦ㄨ◦-◦ㄨ◦ ماذا تقدم الفيزياء لدارسيها ◦ㄨ◦-◦ㄨ◦
معظم العلماء المشهورين مثل اينشتين ونيوتن وماكسويل .... كانوا فيزيائيين. يمكننا ان نقول ان الفيزيائيين هم أكثر العلماء المدربين في عدة مجالات مثل الرياضيات والكمبيوتر بل انهم أحيانا يتفوقون على اقارنهم المتخصصين لانهم يتعاملون مع هذه العلوم على اساس تطبيقي كما ان الفيزيائي يمكن ان يكسر الحواجز بين العلوم التطيبقية الاخرى كالكيمياء والبيولوجي والجيولوجيا والهندسة والطب ولا يجد الفيزيائي صعوبة في فهم اي نوع من العلوم المختلفة ولأهمية هذا العلم ظهرت تخصصات تجمع الفيزياء مع العلوم الاخرى مثل الجيوفيزياء والبيوفيزياء. عندما تظهر تطبيقات علمية جديدة او اجهزة متقدمة فإن علم الفيزياء يكون مطلوباً...
◦ㄨ◦-◦ㄨ◦ هل انت مرشح لدراسة الفيزياء ◦ㄨ◦-◦ㄨ◦
اذا كنت من المولعين بفهم وتعلم كيف تعمل الاشياء وتحب الرياضيات والكمبيوتر واجراء التجارب فإن عليك ان تصبح فيزيائياً. فإن دراسة هذا العلم سوف يشبع رغباتك وستجد في كل موضوعاته ما يزيدك زهوا وفخرا كلما اكتشفت جديد فدراسة الفيزياء مغامرة جدير بالاهتمام. ولا يجب عليك قبل التفكير في دراسة هذا التخصص بفرص العمل المتوفرة لك بعد اتمام الدراسة المهم ان تدرس ما يشبع رغباتك وان تستمتع بما تدرس ودع المستقبل للخالق.
◦ㄨ◦-◦ㄨ◦ ماذا يمكن ان يعمل متخصص الفيزياء ◦ㄨ◦-◦ㄨ◦
في اي مكان تتواجد فيه التكنولوجيا يجد الفيزيائي عمل له ويكون مفضل عن غيره لما يمتلكه من معلومات عن المبادئ الاساسية والخبرات الذاتية التي تؤهله للتعامل مع التكنولوجيا وتطورها بشكل اسرع. وفي الدول الصناعية المتقدمة لا يمكن ان يوجد فيزيائي عاطل عن العمل. فيمكن للفيزيائي ان يعمل في المجال الطبي حيث ان كل اجهزة التشخيص في المستشفيات يعتمد تشغيلها على الفيزياء مثل استخدام اشعة اكس والنظائر المشعة والرنين المغناطيسي والامواج فوق الصوتية واشعة الليزر والمنظار وغيرها من الاجهزة المستخدمة والتي هي تطبيقات لاكتشافات وابحاث الفيزيائيين ولا يمكن ان يكون هناك علاج بدون تشخيص فكلما تطورت وسائل التشخيص امكن التغلب على امراض كانت قاتلة. كذلك في مجال الاتصالات والاقمار الصناعية الذي يعتمد على تطور احد فروع الفيزياء وهو الالكترونيات. كما وان علم الفيزياء ضرورياً لمراكز الارصاد الجوية ومراكز التنبؤ بالزلازل ومراكز البحوث كما ان للفيزيائي دورا اساسياً في مجال التعليم لاعداد اجيال جديدة لاكمال مشوار التقدم العلمي. وكذلك في التطبيقات الصناعية ومراكز تطوير مواد جديدة ولا شك ان علم الفيزياء وراء تطور اجهزة الكمبيوتر بكافة مكوناته من المعالج إلى الذاكرة إلى الشاشة إلى اقراص الليزر وكلما تقدمت الابحاث الفيزيائية كما انعكس ذلك على تطور اجهزة الكمبيوتر وكفاءتها....
◦ㄨ◦-◦ㄨ◦ افرع الفيزياء ◦ㄨ◦-◦ㄨ◦
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيكا
الديناميكا الحرارية
الكهرباء والمغناطيسية
الضوء
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
فيزياء الحالة الصلبة
علوم فيزياء تطورت بتطور مفاهيم الفيزياء الحديثة:
الليزر
الطاقة الشمسية
البلازما
الاغشية الرقيقة
الالياف الضوئية
الفيزياء الاشعاعية
الجسيمات الاولية
الفلك
أعتقد أنكم عرفتم الأن ماهو علم الفيزياء ..
•!¦[• الفيزياء بعيون ستيفن هوكنغ..•]¦!•
•!¦[• اما الفيزياء او ..........! •]¦!•
• اما الفيزياء او ..........! •]¦!•
دائماً ما حاول الإنسان تفسير الكون من حوله. ففي الحضارات القديمة، جعل الإنسان الكواكب والشمس والقمر آلهة. كما أنه فسر الظواهر الطبيعية بقدرات خارقة لهذه الآلهة . فالعواصف هي معارك بين الآلهة و الكوارث التي تنزل بالبشر هي غضب لهذه الالهة.
ثم جاء أرسطو ورأى أن الأرض ثابتة و هي مركز الكون و الشمس والكواكب تدور حولها. ثم رسم بطليموس منظومةً تجعل الأرض هي المركز والكواكب والشمس تدور حولها في مدارات دائرية و تنتهي بطبقة أخيرة تلف الكون الذي نراه و هي سماء مليئة بالنجوم البعيدة التي لا يعرف ما بعدها. و كان هذا التصور موافق للتصورات الدينية لأنه يجد مكاناً للفردوس والجحيم. ثم يأتي تصور نقولا كوبرنيكوس الذي جعل الشمس هي مركز الكون، تدور حولها الأرض و بقية الكواكب. ثم يأتي منظار جاليليو ليكون هو الفاصل بين كل هذه التنظيرات وتكون المشاهدة هي الدليل على أن الأرض هي التي تدور حول الشمس.
:: أرسطو ::
تطورت نظرة الإنسان للكون و لتفسير ظواهره مع إجراء التجارب والحسابات وتطبيق المنهج العلمي.
مع نيوتن، أصبح المكان نسبياً ولكن ظلّ الزمنُ مطلقاً. و على هذا الأساس، بُنيت قوانينه و تم تحديد سرعة الأجسام بدقة و وتم تحديد المسافة التي تقطعها. وقدم نيوتن تفسيراً لسبب كون مدارات الكواكب حول الشمس اهليلجية.
و مع اكتشاف قوانين الثرمودايناميك والنظرية الحركية و الميكانيك الإحصائي و مع اكتشاف الكهرباء وابتداء العصر الميكانيكي أو عصر الآلة، أصبح علم الفيزياء علماً مكتملاً بلا ثغرات في نظر الفيزيائين. و مع نظريات ماكسويل و اكتشافاته في مجال الكهرومغناطيسية، أصبح علماءُ القرن التاسع عشر يعتقدون أنهم وصلوا إلى نهاية العلوم والاختراعات.
وينسب الى ألبرت ميكلسون رئيس قسم الفيزياء في جامعة شيكاغو عام 1899قوله :(( “في حين أنه ليس من المأمون أبدا بأن مستقبل العلوم الفيزيائية يخبئ أعاجيب أكثر إثارة للدهشة من روائع الماضي، إلا أنه يبدو من المحتمل أن تكون أغلب المبادئ الأساسية الكبرى قد استقرت بصورة راسخة، وأنه ينبغي البحث أساساً عن المزيد من الانجازات والتطبيقات الدقيقة لهذه المبادئ على جميع الظواهر التي تلفت أنظارنا ..” ))
لكن، مع اكتشاف الأشعة السينية والذرات المشعة، والأهم من ذلك حلُّ معضلة تفسير اشعاع الجسم الأسود، ظهرت فيزياء جديدة تحكي عن الانقطاع والكمّات بدل الاتصال والسببية وتحكي عن ثنائية الجسيم والموجة؛ فالجسيمات هي موجات والموجات جسيمات.
ففي عام 1900م ، كان ماكس بلانك يرصد اشعاع الاجسام الحارة والغيرعاكسة ( ما يطلق عليها اسم الجسم الاسود) ويحاول تفسير ظاهرة تغيُّر شدة الاشعاع مع الطول الموجي. ما جاء به بلانك هو أن الفعل كمومي وما يعرف بثابت بلانك هو وحدة كمّ الفعل أي أن الاشعاع جسيمي و ليس موجي كما كان عند ماكسويل.
::. ألبرت آينشتاين و ماكس بلانك
عند ماكسويل، كان تصوره للاشعاع على أنه موجات. ولكن العمل الثوري الذي قدمه بلانك وضّحَ لنا أن الاشعاع عبارة عن جسيمات.
في عام 1905م، ظهرت فكرة الفوتون لأول مرة على يد آينشتاين، حيث شرح أن الضوء عبارة عن كمّات طاقة تسمى فوتونات. هذه الفوتونات جسيمات لها خواص الموجات. لقد شرح الطبيعة الجسيمية للضوء و هذا هو بداية الثنائية.
وفي نفس هذا العام، وضع آينشتاين الخطوط العريضة لنظريته النسبية والتي من أهم فروضها أن سرعة الضوء ثابتة بغض النظر عن سرعة المصدر الضوئي أو حركة المشاهد. والفرض الآخر هو أن السرعات لم تعد مطلقة، لأن الزمن أصبح نسبياً.
كان تصورنا للزمن كخط مستقيم ممتد من الماضي إلى المستقبل، خطاً مستمراً ثابثاً. كان الزمان و المكان مقدارين مستقلين يشكلان مسرحاً للحوادث ولكن مع النظرية النسبية، أصبحا مقدارين يؤثران ويتأثران وتغيرت نظرتنا للعالم إلى عالم متحرك ديناميكي.
لتحديد موقع جسيم في ما في الفضاء، نحتاج إلى أربعة أعداد هي إحداثيات في فضاء ذي أربعة أبعاد يسمى الزمكان.
كانت الجاذبية في نظر نيوتن قوة تقرب بين جسمين تزداد بازدياد كتلتيهما وبقِصَرُ المسافةِ بينهما. الفكرة الثورية التي قدمها آينشتاين هي أن الجاذبية لم تعد قوة، لكنها نتيجة لانحناء الزمكان. فالأرض تدور في مدار منحنٍ حول الشمس، ليس بسب قوة جذب ببن الأرض والشمس، و لكنها تسلك مساراً أقربَ إلى الخط المستقيم في فضاء الزمكان المنحني.
وفي عام 1911م، اكتشف رذرفورد – أبو الفيزياء النووية – أن للذرة نواة. كان ذلك حين قام بالتجربة الهامة التي أطلق فيها جسيمات ألفا على رقائق الذهب فلم تسر الجسيمات كلها في خطوط مستقيمة بل انحرف بعضها وارتد بعضها الآخر لانها اصدمت بجسم ثقيل هو نواة الذرة..
وقد بلغت الثقة بايرنست رذرفورد (توفي عام 1937م) درجة حتى قال :
((” كل العلم إما علم فيزياء أو جمع طوابع.”))
::. ايرنست رذرفورد
في عام 1917م، نشر آينشتاين بحثه في خواص الفوتون. إن الفوتون، عند آينشتاين، ينطلق كطاقة عند انتقال الالكترون من مدار ذي طاقة أعلى إلى مدار ذي طاقة أقل. وشرح أيضا كيفية تحفيز الفوتون بفوتون آخر له نفس الطول الموجي مما ينتج لنا اشعاعاً شديداً هو ما يعرف اليوم بالليزر (أن نجبر الذرات على ان تبعث فونوناتها معا وهي متطاورة او لها نفس الطول الموجي). و كلمة ليزر Laser هي الحروف الأولى من
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
ميكانيكا الكم تمثل ثورة في علم الفيزياء لأنها أدت إلى انهيار معتقدات كانت سائدة وغيرت مفهوم الحقيقة وطبيعة المادة وكيفية رؤيتنا لها. و أهم مبدأ تقوم عليه هذه النظرية هو مبدأ اللايقين – أو الارتياب الذي قدمه الفيزيائي هايزنبرغ. كان هايزنبرغ لاحظ أنه عندما ندرس حركة الالكترون أوالجسيم ونحاول تعيين موقعه، فإننا نخطئ في تحديد سرعته بدقة. وعندما نلاحظ سرعته بدقة فإننا نخطئ في تعيين موقعه بدقة. وعلى أساس مبدأ اللايقين هذا، فإن الالكترونات تتصرف في بعض الظروف كأمواج لأنها غير ذات موقع معين بل منتشرة في حيز حسب توزيع محتمل. وتتصرف في أحيان أخرى كجسيمات. لقد وجدنا أن للأجسام ( الالكترون) طبيعة موجية كما وجدنا أن للموجات ( الضوء مثلا) طبيعة جسمية. إن تصوراتنا للعالم من خلال مكانيكا الكم هو محض حسابات في الاحتمالات والامكانيات ولا حقيقة ثابتة كما عودتنا الفيزياء الكلاسيكية القديمة. إن هذه النظرية هي التي جلبت لنا ثورة التقنية الحديثة التي أسست للترانزيستور وشرائح السليكون فكان التلفزيون والكمبيوتر والشاشات الدقيقة والراديو والهواتف وتفسر هذه النظرية الكيمياء الحديثة والبيولوجيا.
::. هايزنبرغ الشاب
تحول العالم من العصر الميكانيكي الى العصر الكمّي أو ما نسميه بالعصر الكتروني. عند بداية ظهور ميكانيكا الكم وجد العلماء التقليديون انها مجرد نظريات لتفسير اشعاع الجسم الأسود وأطلق عليها بعضهم اسم “فيزياء الأولاد” لأن هايزنبرغ و دي برولي و شرودنجر كانوا مجرد شبان ( هايزنبرغ كان عمره 26 عاما حين وضع مبدأ اللايقين). ولكن مع تطور تطبيقات هذه الفيزياء و تقديمها تفسيرا جديداً لمعظم تفسيرات النظريات القديمة وتفوقها عليها، أصبحت أهم فروع الفيزياء.
فيزياء الكم تشرح فيزياء الجسمات الصغيرة ( الذرة فما أصغر). وكلما صغرت الجسيمات كان تأثير قوانين الكم أكثر وضوحاً وفعلاً. قد تكون فيزياء الكم لدى البعض، فيزياء أشباح لأنها تتعامل مع أجسام غير مرئية ولكن أثر هذه الأشباح كبير. فمن يتخيل حياتنا من دون رقاقات الكترونية و ترانزستورات وأجهزة بشاشات وبدون التلفزيون و والكمبيوتر و بدون اشعة إكس والليزر والمجاهر الالكترونية و بدون ذاكرات نحملها في جيوبنا وحصليتنا الكبيرة من الاختراعات الحديثة التي تتقدمها تقنية النانو. صحيح أن واضعي قوانين فيزياء الكم و مؤسسيها لم يحلموا يوما بكل هذه الاختراعات، لكن قوانينهم و نظرياتهم مازالت حافزاً على مزيد من الاختراعات.
في عام 1995 قام العلماء بتجربة تمرير الضوء في مُكَثف آينشتاين وبوز (تبريد الالكترونات لدرجة التكثيف حتى يصبح طولها متداخل أو متراكب لتصبح حركتها بطيئة جداً حتى تكاد تكون معدومة). أهم ما نتج عن التجربة هو أن الضوء قلّت سرعته عند مروره في المُكَثف. و ما يطمح له العلماء الآن هو إبطاء الضوء لدرجة حتى يتمكنوا من تخزين ونقل المعلومات بواسطته بدلاً من الالكترونات. و يتخيل العلماء أن اشكال الكمبيوتر و والمعالجات ستتغير خلال السنين القادمة. و الكمبيوترات الكمومية قادمة و كل ما يحتاجه العلماء هو بعض الوقت.
رغم كل ما قدمت هذه النظريات من ثروة و رغم أهميتها العملية‘ فإنها قد تبدو صعبة الفهم على الكثيرين. والكثير من طلابنا و خريجينا لم يشعروا بقيمتها ويرونها مجرد فلسفة محضة و نظريات أشبه بالطلاسم. ونجد خريج علوم أو هندسة الحاسب الآلي يستخف بميكانيكا الكم في حين أن هذا الحاسب الذي يعمل عليه هو أحد تطبيقاتها. و نجد طبيباً يستخف بفكرة الزمكان وبالنسبية في حين أنه يخضع مريضه إلى العلاج بالاشعاع ويصور أعضاء المرضى بالأشعة الفوق صوتية (Ultra Sound ) أو يصحح نظر مريضه بالليزر وكلها تطبيقات للفيزياء الحديثة. إن من نسميهم فنيي أشعة في المستشفيات ما هم إلا فيزيائين.
مازالت نظرية الكم والنسيبة متناقضتان ولكن الفيزيائيين يعتقدون أنهم في الطريق إلى جمع هاتين النظريتين فيما يسمونه (بالتوحيد الكبير) أو ( نظرية كل شيء). من ضمن هذه المشاريع التوحيدية الكبرى هو العمل على اثبات فرضية (الأوتار الفائقة) وتعتبر نظريات ستيفن هوكنغ في تفسير الثقوب السوداء و اشعاع الثقب الأسود من أوائل المحاولات الناجحةفي الجمع بين النظريتين حيث استخدم مبدأ اللايقين وميكانيكا الكم في النظرية النسبية. ويشتغل بعض العلماء اليوم في المصادمات العملاقة من أجل خلق أكوان جديدة ومعرفة كيف بدأت الحياة.
::مصادر::
1. قصة الفيزياء، لويد متز و جيفرسون هين ويفر
2. البحث عن اللانهاية، حل أسرار الكون، غوردون فريزر و ايغيل ليلستول و إنجه سيليفاك
3. موجز تاريخ الزمن، ستيفن هوكنج
4. أساسيات الفيزياء، ف. بوش
5. من الذرة إلى الكوارك، سام تريمان – عالم المعرفة 327
فلسفة الطبيعة •!¦[• الفيزياء بعيون ستيفن هوكنغ..•]¦!•
عندما أفتح كتاباً مثل كتاب “موجز تاريخ الزمن” لستيفن هوكنج أو كتاب “أحلام الفيزيائيين بالعثور على نظرية نهائية جامعة شاملة” لستيفن واينبرغ أو كتب بول ديفيس، أتساءل: لو كان مدرسونا عرفوا الفيزياء كما كتبها هؤلاء بكل بساطة وخيال وذكاء، لو لم ندرس الفيزياء كأرقام جافة ومعادلات وحسابات روتينية، هل كنا تخرجنا علماء أو مدرسين قديرين؟
بمقارنة كتاب ستيفن هوكنج “موجز تاريخ الزمن” بالأربع سنوات من دراسة الفيزياء، أرى أن ستيفن يرسم بكتابه لوحة غاية في الجمال متناسقة مفهومة كانت حلا للغز قطع مبعثرة من المعادلات والموضوعات التي لا تتصل ببعضها هي حصيلة سنوات الدراسة.
إن كتاب ستيفن هوكنغ الذي نشر لأول مرة عام 1987 يعد من أهم الكتب التي كتبت للقارئ العام و أصبح الكتاب الاكثر قراءة بعد الانجيل ومسرحيات شيكسبير.
في هذا الكتاب الذي يقدم له كارل ساغان و هو عالم فضاء ومن اشهر الكتاب العلميين، يبدأ ستيفن هوكنغ في الفصل الاول “العالم كما نراه” بتتبع تطور أفكار الفيزياء مرورا بنيوتن و النظرية النسبية و ميكانيكا الكم و اكتشاف ظاهرة توسع الكون.
ثم ومن الفصل الثاني يبدأ بتوضيح أهم الأفكار الثورية التي غيرت نظرة العلماء إلى العالم وغيرت مفاهيم الفيزياء. ففي فصل الزمان والمكان يتتبع تغير مفهوم المكان عندما أصبح نسبيا على يد نيوتن ثم أصبح الزمن نسبيا لدى آينشتاين. ثم يشرح كيف أصبح الزمكان شي متحرك و ديناميكي و يوضح أهم المفاهيم الثورية التي جائت بها النظرية النسبية.
أما فصل الكون المتوسع، فيبين فيه تطور مفهوم العلماء للكون والفضاء وتطور الأرصاد الفلكية و اكتشاف ظاهرة توسع الكون التي تعني أن الفضاء ليس في حالة سكون ولكنه متحرك متوسع. و يبين بكل بساطة من أين جاءت فكرة الانفجار الأعظم.
ويأتي الفصل الرابع مخصصاً لمبدا الارتياب – اللا يقين – و ميكانيكا الكم و ماهي الافكار الثورية التي جاءت بها.
وأذكر أننا عندما درسنا ميكانيكا الكم ومبدأ اللايقين - المبدأ الذي يغير مفهومنا عن الحقيقة ويقضي بمبدأ الارتياب ووضع الاحداث في دائرة الاحتمال والامكان - درسنا هذا المبدأ بخوف لأنه يُخشى منه أن يؤثر على ثوابتنا وعقائدنا فتَحول إلى ثوابت وأرقام هي كل شغلنا في حل هذه المعادلات. ومع أنه يذكر عن أن آينشتاين أنه ظل رافضا لفكرة اللايقين بمقولته التي اشتهرت عنه أن الرب لا يلعب بالنرد، إلا أن الفيزياء الحديثة تقوم على هذا المبدأ وما الاختراعات والتقنية الحديثة إلا نتيجة لمبدأ اللايقين.
أما فصل الجسيمات العنصرية وقوى الطبيعة فهو عن تطور مفهوم العلماء للذرة ومكوناتها و الجسيمات المتناهية الصغر و القوى الأربع التي تحملها الجسيمات حاملة القوى.
اما الفصل السادس و السابع فعن الثقوب السوداء وهو مجال عمل ستيفن هوكنغ و فيه يشرح الثقوب السوداء باسلوب واضح و دقيق.
ويأتي بعده فصل اصل العالم ومصيره و يتكلم عن أفكار العلماء عن أصل الكون وما هو مستقبله والنظريات التي يضعها العلماء لتفسير أصل الكون.
ينتقل بعده الى فصل سهم الزمن الذي يبين فيه أن قوانين الفيزياء لا تميز بين الماضي والمستقبل وأنه توجد ثلاثة أسهم زمنية هي سهم يتجه باتجاه الفوضى ويسمى الترمودينامي و السهم النفساني و هو الذي يجعلنا نتذكر الماضي لا المستقبل و السهم الكوني وهو الاتجاه الزمني للعالم في توسعه.
والفصل الأخير يتحدث عن توحيد الفيزياء و محاولة العلماء للوصول لنظرية واحدة صالحة لتفسير كل ما يحدث في العالم . و يعرض نظرية الأوتارالفائقة بكل سلالسة وهي النظرية التي يأمل العلماء ان يجدوا بها النظرية النهائية الموحدة في الفيزياء.
أما كلمة الختام فهي تحفة بحد ذاتها يمكن ان نأخذ منها هذه اللفتات:
في محاولة الاجابة عن هذه الاسئلة نتبنى بضعة تصورات للعالم. و على شاكلة تصور أنه برج من السلاحف لا ينتهي في اسفله و يحمل الأرض المنبسطة في قمته، تقدم نظرية الأوتار الفائقة صورة أخرى . إنهما كلتيهما نظريتان في شأن العالم، رغم أن الثانية أعقد في رياضياتها من الاولى و أكثر دقة . إن كلا منهما تفتقر إلى البراهين التجريبية . إذ لم يشاهد أحد قط السلحفاة التي تحمل الأرض على ظهرها ، كما لم يشاهد أحد أيضا وترا فائقا . لكن النظرية السلحفاتية فاشلة كنظرية علمية لانها تتنبأ بان الناس يمكن أن يعانوا سقوطا من حافة العالم ، وليس هذا متفق مع التجربة، رغم انه يمكن ان يتخذ مظهر تفسير لحوادث الاختفاء المزعومة في مثلث برمودا.
ويقول:
لكن العلم أصبح ،بعد حلول القرن التاسع عشر، تقنيا و رياضيا أكثر من اللازم بالنسبة للفلاسفة و لكل امرئ آخر ما عدا نخبة المختصين . وبذلك قلّص الفلاسفة دائرة اهتمامهم لدرجة ان قال فيهم أحد كبار الفلاسفة في عصرنا، ويتغنشتاين :”لم يعد للفلاسفة من ولع الا بتحليل اللغة “.
يا له من انحطاط بعد التقاليد الفلسفية من أرسطو إلى كانط !
ويختتم ستيفن هوكنغ كتابه بقوله:
إذا كشفنا نظرية مكتملة فستصبح ذات يوم مفهومة في خطوطها العامة لدى كل الناس، لا حكرا على العلميين. و عندئذ سنكون جميعا ـ من فلاسفة و علماء و حتى من رجال الشارع ، قادرين على الإسهام في مناقشة حول مسائل الكون و وجودنا. واذا وجدنا الاجوبة الصحيحة فسيكون نصرا ختاميا للعقل البشري.
لماذا لا تكتب الكتب العلمية والأكاديمية بهذه البساطة وستيفن نفسه يأسف أن كتابه الأول كان معقدا بالنسبة للقارئ العادي.
يقول:
“لا أوصي بقراءة كتابي الراهن – موجز تاريخ الزمن – بالعودة إلى ذلك الكتاب – كتاب بنية الزمكان في المدى الواسع – للاستزادة من العلومات، لأنه كتاب عالي التقنية صعب الفهم، إلا أنني آمل أن أكون قد تعلمت منذئذ أن أكتب بلغة أيسر على الفهم.” ؟
لقد أصبحت كتب ستيفن هوكنج بدأ من كتابه موجز تاريخ الزمن و كتابه الثقوب السوداء وكتابه الكون في قشرة جوز كتبا محبوبة منتشرة لدى القراء بشريحتهم الكبرى رغم أنها تتكلم عن نظريات معقدة وجديدة، وليس ذلك فحسب، بل يرجع إليها المختصون كمصادر ذات ثقل في المحتوى.
ستيفن هوكنج هذا تم إخباره في مطلع العشرينات من عمره بإنه لن يعيش أكثر من سنتين وذلك لاصابته بشلل بسبب عاهة عصبية. وقد أصبح عاجزا عن الكلام بسبب التهاب رئوي، وأصبح لا يستطيع التفاهم والتواصل إلا من خلال أجهزة وحواسيب صممت لتكون على مقعده المتحرك. إن هذا العقل الجبار المحبوس في هذا الجسم المعاق يعتبر من أهم العلماء في الفيزياء الذين تكلموا عن نظريات نشأة الكون والانفجار الأعظم والثقوب السوداء وهو اليوم يشغل مقعد كرسي الرياضيات في جامعة كامبريج وهو المنصب الذي كان يشغله اسحق نيوتن.
يجوب ستيفن هوكنج العالم بكرسيه المتحرك وأجهزة التواصل ليتحدث ويحاضر عن آخر الأفكار والنظريات والمعادلات وهو شخصية مرحة وعقلية مرنة يعلن عن استعداده لتغيير أفكاره لمجرد أن يتضح له أنه كان يوما على خطأ.
إن من أكبر جرائم العلماء وكتاب العلوم أنهم لم يتعلموا طريقة الكتابة التي تصل بهم إلى القراء وربما كانوا لا يفهمون بدقة ما يكتبون وهذا يذكرنا بمقولة الفيزيائي ريتشارد فاينمن من أن عدد من يفهم فيزياء الكم في العالم قد لا يتجاوز أصابع اليد والواحدة.
..... مما راق لي ..... (العلمُ نور والجهلُ ظلام )..... و كل التقدير والعرفان للعلماء والمفكرين والاساتذة والطلبة ولكل من ارفدنا بهذه المعلومات الزاخرة والقيمة وتمنياتنا لطلبتنا الكرام بالنجاح والتوفيق ..... اخوكم سيد علي الموسوي .
فلسفة عزفت سمفونية للطبيعة جعلتها تطرب وتطلق طاقتها الداخليه
عقول عملت على هذه الفلسفه وتطورت مع الايام
واصبحت هذه الفلسفه هي نقطة تمركز لعلوم شتى.. فلسفة الطبيعه .. تعزف سمفونية
..الفيزياء ..
علم شمل كل ما حولنا من سماء وارض وتغيرات في الطبيعه .. تطور بنا وسهل لنا الكثير في الحياة
نراه في تموجات ماضينا وحاضرنا..علم عميق ..
::
لا يخفى علي .. ان علم الفيزياء .. علم صامت ممل لدى الكثير
ولا اخفيكم انني فقدت حلاوة تذوقه وانا على صفوف الدراسه .. أربع سنوات من عمري قضيتها في دراسة الفيزياء. أربع سنوات .. نقيس فيها الأطوال الموجية وكمية الاشعاع ونحل معادلات شرودنجر. أربع سنوات من طاعة الاساتذة و رهبة الدرجات و أن نضع السالب بدل الموجب في المعادلة الموجية ليشطب لنا الاستاذ درجة الامتحان كاملة.
بعد التخرج، وقد حملنا معنا شهادة البكالريوس، أسأل زميلاتي: ماذا نعرف عن الفيزياء وهل فهمنا منها شيئا؟
ولكن عندما خرجت لتطبيق الفيزياء تربيه عملي
اصبحت انا التي اعمل التجارب بأشياء بسيطه منزليه .. واتلذذ بإيصال المعلومه للطالبات.. واصبحت اتفكر فيما حولي واجد متشابهات وامثله لنظريات صماء مكتوبه على الورق
واكتشفت ان الفيزياء تحيط بنا ..ليس المهم النظريات ولكن المهم التخيل..
بعدها اخذت ابحر فيه اكثر واكثر .. واتخيل .. اكثر واكثر
ولكن لا استطيع ان ابحر معكم حتى اقدم لكم البطاقه الشخصيه :
للفيزياء
اشتهر علم الفيزياء بصعوبته بالمقارنة بالعلوم الأخرى ولكن كنوع من التحدي الذي نواجهه في حياتنا فإن النجاح في دراسة الفيزياء له متعة خاصة. فمن حصل على شهادة علمية في احد تخصصات الفيزياء فإنه يكون مرشح للنجاح في العديد من المجالات التي قد يوضع بها فعلم الفيزياء يكسب دارسه العديد من المهارات ومنها على سبيل المثال ليس للحصر:
*التمثيل الرياضي لأية مشكلة لإيجاد الحل المنطقي لها.
*اكتساب المهارات الكافية لتصميم التجارب وأجراءها،
*العمق في إيجاد تفسير لنتائج التجارب.
*اكتساب الخبرات في مجال البحث العلمي.
◦ㄨ◦-◦ㄨ◦ من يدرس الفيزياء ◦ㄨ◦-◦ㄨ◦
هل ترغب في معرفة كيف تعمل الأشياء من حولنا مثل الكمبيوتر والليزر والصواريخ الفضائية؟ وهل ترغب في إيجاد تفسير لما يدور في هذا الكون من ظواهر عديدة مثل الجاذبية والضوء والنجوم والعواصف والأعاصير والزلازل. هل ترغب في الشعور بمتعة الاكتشاف والمشاركة بالمعرفة العالمية وإجراء التجارب العلمية واكتشاف نظريتها. إذا كنت مغرم بهذا فإن الفيزياء هي لك...
◦ㄨ◦-◦ㄨ◦ ما هو علم الفيزياء ◦ㄨ◦-◦ㄨ◦
علم الفيزياء هو القاعدة الأساسية لمختلف العلوم فهو يقدم التفاصيل العميقة لفهم كل شيء بدءاً بالجسيمات الأولية إلى النواة والذرة والجزيئات والخلايا الحية والمواد الصلبة والسائلة والغازات والبلازما (الحالة الرابعة للمادة) والدماغ البشري والأنظمة المعقدة والكمبيوترات السريعة والغلاف الجوي والكواكب والنجوم والمجرات والكون نفسه. أي أن الفيزيائيين يختصون بمعرفة اصغر عنصر لهذا الكون وهو الجسيمات الأولية إلى الكون الفسيح مرورا بالتفاصيل التي ذكرناها.
◦ㄨ◦-◦ㄨ◦ ماذا تقدم الفيزياء لدارسيها ◦ㄨ◦-◦ㄨ◦
معظم العلماء المشهورين مثل اينشتين ونيوتن وماكسويل .... كانوا فيزيائيين. يمكننا ان نقول ان الفيزيائيين هم أكثر العلماء المدربين في عدة مجالات مثل الرياضيات والكمبيوتر بل انهم أحيانا يتفوقون على اقارنهم المتخصصين لانهم يتعاملون مع هذه العلوم على اساس تطبيقي كما ان الفيزيائي يمكن ان يكسر الحواجز بين العلوم التطيبقية الاخرى كالكيمياء والبيولوجي والجيولوجيا والهندسة والطب ولا يجد الفيزيائي صعوبة في فهم اي نوع من العلوم المختلفة ولأهمية هذا العلم ظهرت تخصصات تجمع الفيزياء مع العلوم الاخرى مثل الجيوفيزياء والبيوفيزياء. عندما تظهر تطبيقات علمية جديدة او اجهزة متقدمة فإن علم الفيزياء يكون مطلوباً...
◦ㄨ◦-◦ㄨ◦ هل انت مرشح لدراسة الفيزياء ◦ㄨ◦-◦ㄨ◦
اذا كنت من المولعين بفهم وتعلم كيف تعمل الاشياء وتحب الرياضيات والكمبيوتر واجراء التجارب فإن عليك ان تصبح فيزيائياً. فإن دراسة هذا العلم سوف يشبع رغباتك وستجد في كل موضوعاته ما يزيدك زهوا وفخرا كلما اكتشفت جديد فدراسة الفيزياء مغامرة جدير بالاهتمام. ولا يجب عليك قبل التفكير في دراسة هذا التخصص بفرص العمل المتوفرة لك بعد اتمام الدراسة المهم ان تدرس ما يشبع رغباتك وان تستمتع بما تدرس ودع المستقبل للخالق.
◦ㄨ◦-◦ㄨ◦ ماذا يمكن ان يعمل متخصص الفيزياء ◦ㄨ◦-◦ㄨ◦
في اي مكان تتواجد فيه التكنولوجيا يجد الفيزيائي عمل له ويكون مفضل عن غيره لما يمتلكه من معلومات عن المبادئ الاساسية والخبرات الذاتية التي تؤهله للتعامل مع التكنولوجيا وتطورها بشكل اسرع. وفي الدول الصناعية المتقدمة لا يمكن ان يوجد فيزيائي عاطل عن العمل. فيمكن للفيزيائي ان يعمل في المجال الطبي حيث ان كل اجهزة التشخيص في المستشفيات يعتمد تشغيلها على الفيزياء مثل استخدام اشعة اكس والنظائر المشعة والرنين المغناطيسي والامواج فوق الصوتية واشعة الليزر والمنظار وغيرها من الاجهزة المستخدمة والتي هي تطبيقات لاكتشافات وابحاث الفيزيائيين ولا يمكن ان يكون هناك علاج بدون تشخيص فكلما تطورت وسائل التشخيص امكن التغلب على امراض كانت قاتلة. كذلك في مجال الاتصالات والاقمار الصناعية الذي يعتمد على تطور احد فروع الفيزياء وهو الالكترونيات. كما وان علم الفيزياء ضرورياً لمراكز الارصاد الجوية ومراكز التنبؤ بالزلازل ومراكز البحوث كما ان للفيزيائي دورا اساسياً في مجال التعليم لاعداد اجيال جديدة لاكمال مشوار التقدم العلمي. وكذلك في التطبيقات الصناعية ومراكز تطوير مواد جديدة ولا شك ان علم الفيزياء وراء تطور اجهزة الكمبيوتر بكافة مكوناته من المعالج إلى الذاكرة إلى الشاشة إلى اقراص الليزر وكلما تقدمت الابحاث الفيزيائية كما انعكس ذلك على تطور اجهزة الكمبيوتر وكفاءتها....
◦ㄨ◦-◦ㄨ◦ افرع الفيزياء ◦ㄨ◦-◦ㄨ◦
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيكا
الديناميكا الحرارية
الكهرباء والمغناطيسية
الضوء
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
فيزياء الحالة الصلبة
علوم فيزياء تطورت بتطور مفاهيم الفيزياء الحديثة:
الليزر
الطاقة الشمسية
البلازما
الاغشية الرقيقة
الالياف الضوئية
الفيزياء الاشعاعية
الجسيمات الاولية
الفلك
أعتقد أنكم عرفتم الأن ماهو علم الفيزياء ..
•!¦[• الفيزياء بعيون ستيفن هوكنغ..•]¦!•
•!¦[• اما الفيزياء او ..........! •]¦!•
• اما الفيزياء او ..........! •]¦!•
دائماً ما حاول الإنسان تفسير الكون من حوله. ففي الحضارات القديمة، جعل الإنسان الكواكب والشمس والقمر آلهة. كما أنه فسر الظواهر الطبيعية بقدرات خارقة لهذه الآلهة . فالعواصف هي معارك بين الآلهة و الكوارث التي تنزل بالبشر هي غضب لهذه الالهة.
ثم جاء أرسطو ورأى أن الأرض ثابتة و هي مركز الكون و الشمس والكواكب تدور حولها. ثم رسم بطليموس منظومةً تجعل الأرض هي المركز والكواكب والشمس تدور حولها في مدارات دائرية و تنتهي بطبقة أخيرة تلف الكون الذي نراه و هي سماء مليئة بالنجوم البعيدة التي لا يعرف ما بعدها. و كان هذا التصور موافق للتصورات الدينية لأنه يجد مكاناً للفردوس والجحيم. ثم يأتي تصور نقولا كوبرنيكوس الذي جعل الشمس هي مركز الكون، تدور حولها الأرض و بقية الكواكب. ثم يأتي منظار جاليليو ليكون هو الفاصل بين كل هذه التنظيرات وتكون المشاهدة هي الدليل على أن الأرض هي التي تدور حول الشمس.
:: أرسطو ::
تطورت نظرة الإنسان للكون و لتفسير ظواهره مع إجراء التجارب والحسابات وتطبيق المنهج العلمي.
مع نيوتن، أصبح المكان نسبياً ولكن ظلّ الزمنُ مطلقاً. و على هذا الأساس، بُنيت قوانينه و تم تحديد سرعة الأجسام بدقة و وتم تحديد المسافة التي تقطعها. وقدم نيوتن تفسيراً لسبب كون مدارات الكواكب حول الشمس اهليلجية.
و مع اكتشاف قوانين الثرمودايناميك والنظرية الحركية و الميكانيك الإحصائي و مع اكتشاف الكهرباء وابتداء العصر الميكانيكي أو عصر الآلة، أصبح علم الفيزياء علماً مكتملاً بلا ثغرات في نظر الفيزيائين. و مع نظريات ماكسويل و اكتشافاته في مجال الكهرومغناطيسية، أصبح علماءُ القرن التاسع عشر يعتقدون أنهم وصلوا إلى نهاية العلوم والاختراعات.
وينسب الى ألبرت ميكلسون رئيس قسم الفيزياء في جامعة شيكاغو عام 1899قوله :(( “في حين أنه ليس من المأمون أبدا بأن مستقبل العلوم الفيزيائية يخبئ أعاجيب أكثر إثارة للدهشة من روائع الماضي، إلا أنه يبدو من المحتمل أن تكون أغلب المبادئ الأساسية الكبرى قد استقرت بصورة راسخة، وأنه ينبغي البحث أساساً عن المزيد من الانجازات والتطبيقات الدقيقة لهذه المبادئ على جميع الظواهر التي تلفت أنظارنا ..” ))
لكن، مع اكتشاف الأشعة السينية والذرات المشعة، والأهم من ذلك حلُّ معضلة تفسير اشعاع الجسم الأسود، ظهرت فيزياء جديدة تحكي عن الانقطاع والكمّات بدل الاتصال والسببية وتحكي عن ثنائية الجسيم والموجة؛ فالجسيمات هي موجات والموجات جسيمات.
ففي عام 1900م ، كان ماكس بلانك يرصد اشعاع الاجسام الحارة والغيرعاكسة ( ما يطلق عليها اسم الجسم الاسود) ويحاول تفسير ظاهرة تغيُّر شدة الاشعاع مع الطول الموجي. ما جاء به بلانك هو أن الفعل كمومي وما يعرف بثابت بلانك هو وحدة كمّ الفعل أي أن الاشعاع جسيمي و ليس موجي كما كان عند ماكسويل.
::. ألبرت آينشتاين و ماكس بلانك
عند ماكسويل، كان تصوره للاشعاع على أنه موجات. ولكن العمل الثوري الذي قدمه بلانك وضّحَ لنا أن الاشعاع عبارة عن جسيمات.
في عام 1905م، ظهرت فكرة الفوتون لأول مرة على يد آينشتاين، حيث شرح أن الضوء عبارة عن كمّات طاقة تسمى فوتونات. هذه الفوتونات جسيمات لها خواص الموجات. لقد شرح الطبيعة الجسيمية للضوء و هذا هو بداية الثنائية.
وفي نفس هذا العام، وضع آينشتاين الخطوط العريضة لنظريته النسبية والتي من أهم فروضها أن سرعة الضوء ثابتة بغض النظر عن سرعة المصدر الضوئي أو حركة المشاهد. والفرض الآخر هو أن السرعات لم تعد مطلقة، لأن الزمن أصبح نسبياً.
كان تصورنا للزمن كخط مستقيم ممتد من الماضي إلى المستقبل، خطاً مستمراً ثابثاً. كان الزمان و المكان مقدارين مستقلين يشكلان مسرحاً للحوادث ولكن مع النظرية النسبية، أصبحا مقدارين يؤثران ويتأثران وتغيرت نظرتنا للعالم إلى عالم متحرك ديناميكي.
لتحديد موقع جسيم في ما في الفضاء، نحتاج إلى أربعة أعداد هي إحداثيات في فضاء ذي أربعة أبعاد يسمى الزمكان.
كانت الجاذبية في نظر نيوتن قوة تقرب بين جسمين تزداد بازدياد كتلتيهما وبقِصَرُ المسافةِ بينهما. الفكرة الثورية التي قدمها آينشتاين هي أن الجاذبية لم تعد قوة، لكنها نتيجة لانحناء الزمكان. فالأرض تدور في مدار منحنٍ حول الشمس، ليس بسب قوة جذب ببن الأرض والشمس، و لكنها تسلك مساراً أقربَ إلى الخط المستقيم في فضاء الزمكان المنحني.
وفي عام 1911م، اكتشف رذرفورد – أبو الفيزياء النووية – أن للذرة نواة. كان ذلك حين قام بالتجربة الهامة التي أطلق فيها جسيمات ألفا على رقائق الذهب فلم تسر الجسيمات كلها في خطوط مستقيمة بل انحرف بعضها وارتد بعضها الآخر لانها اصدمت بجسم ثقيل هو نواة الذرة..
وقد بلغت الثقة بايرنست رذرفورد (توفي عام 1937م) درجة حتى قال :
((” كل العلم إما علم فيزياء أو جمع طوابع.”))
::. ايرنست رذرفورد
في عام 1917م، نشر آينشتاين بحثه في خواص الفوتون. إن الفوتون، عند آينشتاين، ينطلق كطاقة عند انتقال الالكترون من مدار ذي طاقة أعلى إلى مدار ذي طاقة أقل. وشرح أيضا كيفية تحفيز الفوتون بفوتون آخر له نفس الطول الموجي مما ينتج لنا اشعاعاً شديداً هو ما يعرف اليوم بالليزر (أن نجبر الذرات على ان تبعث فونوناتها معا وهي متطاورة او لها نفس الطول الموجي). و كلمة ليزر Laser هي الحروف الأولى من
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
ميكانيكا الكم تمثل ثورة في علم الفيزياء لأنها أدت إلى انهيار معتقدات كانت سائدة وغيرت مفهوم الحقيقة وطبيعة المادة وكيفية رؤيتنا لها. و أهم مبدأ تقوم عليه هذه النظرية هو مبدأ اللايقين – أو الارتياب الذي قدمه الفيزيائي هايزنبرغ. كان هايزنبرغ لاحظ أنه عندما ندرس حركة الالكترون أوالجسيم ونحاول تعيين موقعه، فإننا نخطئ في تحديد سرعته بدقة. وعندما نلاحظ سرعته بدقة فإننا نخطئ في تعيين موقعه بدقة. وعلى أساس مبدأ اللايقين هذا، فإن الالكترونات تتصرف في بعض الظروف كأمواج لأنها غير ذات موقع معين بل منتشرة في حيز حسب توزيع محتمل. وتتصرف في أحيان أخرى كجسيمات. لقد وجدنا أن للأجسام ( الالكترون) طبيعة موجية كما وجدنا أن للموجات ( الضوء مثلا) طبيعة جسمية. إن تصوراتنا للعالم من خلال مكانيكا الكم هو محض حسابات في الاحتمالات والامكانيات ولا حقيقة ثابتة كما عودتنا الفيزياء الكلاسيكية القديمة. إن هذه النظرية هي التي جلبت لنا ثورة التقنية الحديثة التي أسست للترانزيستور وشرائح السليكون فكان التلفزيون والكمبيوتر والشاشات الدقيقة والراديو والهواتف وتفسر هذه النظرية الكيمياء الحديثة والبيولوجيا.
::. هايزنبرغ الشاب
تحول العالم من العصر الميكانيكي الى العصر الكمّي أو ما نسميه بالعصر الكتروني. عند بداية ظهور ميكانيكا الكم وجد العلماء التقليديون انها مجرد نظريات لتفسير اشعاع الجسم الأسود وأطلق عليها بعضهم اسم “فيزياء الأولاد” لأن هايزنبرغ و دي برولي و شرودنجر كانوا مجرد شبان ( هايزنبرغ كان عمره 26 عاما حين وضع مبدأ اللايقين). ولكن مع تطور تطبيقات هذه الفيزياء و تقديمها تفسيرا جديداً لمعظم تفسيرات النظريات القديمة وتفوقها عليها، أصبحت أهم فروع الفيزياء.
فيزياء الكم تشرح فيزياء الجسمات الصغيرة ( الذرة فما أصغر). وكلما صغرت الجسيمات كان تأثير قوانين الكم أكثر وضوحاً وفعلاً. قد تكون فيزياء الكم لدى البعض، فيزياء أشباح لأنها تتعامل مع أجسام غير مرئية ولكن أثر هذه الأشباح كبير. فمن يتخيل حياتنا من دون رقاقات الكترونية و ترانزستورات وأجهزة بشاشات وبدون التلفزيون و والكمبيوتر و بدون اشعة إكس والليزر والمجاهر الالكترونية و بدون ذاكرات نحملها في جيوبنا وحصليتنا الكبيرة من الاختراعات الحديثة التي تتقدمها تقنية النانو. صحيح أن واضعي قوانين فيزياء الكم و مؤسسيها لم يحلموا يوما بكل هذه الاختراعات، لكن قوانينهم و نظرياتهم مازالت حافزاً على مزيد من الاختراعات.
في عام 1995 قام العلماء بتجربة تمرير الضوء في مُكَثف آينشتاين وبوز (تبريد الالكترونات لدرجة التكثيف حتى يصبح طولها متداخل أو متراكب لتصبح حركتها بطيئة جداً حتى تكاد تكون معدومة). أهم ما نتج عن التجربة هو أن الضوء قلّت سرعته عند مروره في المُكَثف. و ما يطمح له العلماء الآن هو إبطاء الضوء لدرجة حتى يتمكنوا من تخزين ونقل المعلومات بواسطته بدلاً من الالكترونات. و يتخيل العلماء أن اشكال الكمبيوتر و والمعالجات ستتغير خلال السنين القادمة. و الكمبيوترات الكمومية قادمة و كل ما يحتاجه العلماء هو بعض الوقت.
رغم كل ما قدمت هذه النظريات من ثروة و رغم أهميتها العملية‘ فإنها قد تبدو صعبة الفهم على الكثيرين. والكثير من طلابنا و خريجينا لم يشعروا بقيمتها ويرونها مجرد فلسفة محضة و نظريات أشبه بالطلاسم. ونجد خريج علوم أو هندسة الحاسب الآلي يستخف بميكانيكا الكم في حين أن هذا الحاسب الذي يعمل عليه هو أحد تطبيقاتها. و نجد طبيباً يستخف بفكرة الزمكان وبالنسبية في حين أنه يخضع مريضه إلى العلاج بالاشعاع ويصور أعضاء المرضى بالأشعة الفوق صوتية (Ultra Sound ) أو يصحح نظر مريضه بالليزر وكلها تطبيقات للفيزياء الحديثة. إن من نسميهم فنيي أشعة في المستشفيات ما هم إلا فيزيائين.
مازالت نظرية الكم والنسيبة متناقضتان ولكن الفيزيائيين يعتقدون أنهم في الطريق إلى جمع هاتين النظريتين فيما يسمونه (بالتوحيد الكبير) أو ( نظرية كل شيء). من ضمن هذه المشاريع التوحيدية الكبرى هو العمل على اثبات فرضية (الأوتار الفائقة) وتعتبر نظريات ستيفن هوكنغ في تفسير الثقوب السوداء و اشعاع الثقب الأسود من أوائل المحاولات الناجحةفي الجمع بين النظريتين حيث استخدم مبدأ اللايقين وميكانيكا الكم في النظرية النسبية. ويشتغل بعض العلماء اليوم في المصادمات العملاقة من أجل خلق أكوان جديدة ومعرفة كيف بدأت الحياة.
::مصادر::
1. قصة الفيزياء، لويد متز و جيفرسون هين ويفر
2. البحث عن اللانهاية، حل أسرار الكون، غوردون فريزر و ايغيل ليلستول و إنجه سيليفاك
3. موجز تاريخ الزمن، ستيفن هوكنج
4. أساسيات الفيزياء، ف. بوش
5. من الذرة إلى الكوارك، سام تريمان – عالم المعرفة 327
فلسفة الطبيعة •!¦[• الفيزياء بعيون ستيفن هوكنغ..•]¦!•
عندما أفتح كتاباً مثل كتاب “موجز تاريخ الزمن” لستيفن هوكنج أو كتاب “أحلام الفيزيائيين بالعثور على نظرية نهائية جامعة شاملة” لستيفن واينبرغ أو كتب بول ديفيس، أتساءل: لو كان مدرسونا عرفوا الفيزياء كما كتبها هؤلاء بكل بساطة وخيال وذكاء، لو لم ندرس الفيزياء كأرقام جافة ومعادلات وحسابات روتينية، هل كنا تخرجنا علماء أو مدرسين قديرين؟
بمقارنة كتاب ستيفن هوكنج “موجز تاريخ الزمن” بالأربع سنوات من دراسة الفيزياء، أرى أن ستيفن يرسم بكتابه لوحة غاية في الجمال متناسقة مفهومة كانت حلا للغز قطع مبعثرة من المعادلات والموضوعات التي لا تتصل ببعضها هي حصيلة سنوات الدراسة.
إن كتاب ستيفن هوكنغ الذي نشر لأول مرة عام 1987 يعد من أهم الكتب التي كتبت للقارئ العام و أصبح الكتاب الاكثر قراءة بعد الانجيل ومسرحيات شيكسبير.
في هذا الكتاب الذي يقدم له كارل ساغان و هو عالم فضاء ومن اشهر الكتاب العلميين، يبدأ ستيفن هوكنغ في الفصل الاول “العالم كما نراه” بتتبع تطور أفكار الفيزياء مرورا بنيوتن و النظرية النسبية و ميكانيكا الكم و اكتشاف ظاهرة توسع الكون.
ثم ومن الفصل الثاني يبدأ بتوضيح أهم الأفكار الثورية التي غيرت نظرة العلماء إلى العالم وغيرت مفاهيم الفيزياء. ففي فصل الزمان والمكان يتتبع تغير مفهوم المكان عندما أصبح نسبيا على يد نيوتن ثم أصبح الزمن نسبيا لدى آينشتاين. ثم يشرح كيف أصبح الزمكان شي متحرك و ديناميكي و يوضح أهم المفاهيم الثورية التي جائت بها النظرية النسبية.
أما فصل الكون المتوسع، فيبين فيه تطور مفهوم العلماء للكون والفضاء وتطور الأرصاد الفلكية و اكتشاف ظاهرة توسع الكون التي تعني أن الفضاء ليس في حالة سكون ولكنه متحرك متوسع. و يبين بكل بساطة من أين جاءت فكرة الانفجار الأعظم.
ويأتي الفصل الرابع مخصصاً لمبدا الارتياب – اللا يقين – و ميكانيكا الكم و ماهي الافكار الثورية التي جاءت بها.
وأذكر أننا عندما درسنا ميكانيكا الكم ومبدأ اللايقين - المبدأ الذي يغير مفهومنا عن الحقيقة ويقضي بمبدأ الارتياب ووضع الاحداث في دائرة الاحتمال والامكان - درسنا هذا المبدأ بخوف لأنه يُخشى منه أن يؤثر على ثوابتنا وعقائدنا فتَحول إلى ثوابت وأرقام هي كل شغلنا في حل هذه المعادلات. ومع أنه يذكر عن أن آينشتاين أنه ظل رافضا لفكرة اللايقين بمقولته التي اشتهرت عنه أن الرب لا يلعب بالنرد، إلا أن الفيزياء الحديثة تقوم على هذا المبدأ وما الاختراعات والتقنية الحديثة إلا نتيجة لمبدأ اللايقين.
أما فصل الجسيمات العنصرية وقوى الطبيعة فهو عن تطور مفهوم العلماء للذرة ومكوناتها و الجسيمات المتناهية الصغر و القوى الأربع التي تحملها الجسيمات حاملة القوى.
اما الفصل السادس و السابع فعن الثقوب السوداء وهو مجال عمل ستيفن هوكنغ و فيه يشرح الثقوب السوداء باسلوب واضح و دقيق.
ويأتي بعده فصل اصل العالم ومصيره و يتكلم عن أفكار العلماء عن أصل الكون وما هو مستقبله والنظريات التي يضعها العلماء لتفسير أصل الكون.
ينتقل بعده الى فصل سهم الزمن الذي يبين فيه أن قوانين الفيزياء لا تميز بين الماضي والمستقبل وأنه توجد ثلاثة أسهم زمنية هي سهم يتجه باتجاه الفوضى ويسمى الترمودينامي و السهم النفساني و هو الذي يجعلنا نتذكر الماضي لا المستقبل و السهم الكوني وهو الاتجاه الزمني للعالم في توسعه.
والفصل الأخير يتحدث عن توحيد الفيزياء و محاولة العلماء للوصول لنظرية واحدة صالحة لتفسير كل ما يحدث في العالم . و يعرض نظرية الأوتارالفائقة بكل سلالسة وهي النظرية التي يأمل العلماء ان يجدوا بها النظرية النهائية الموحدة في الفيزياء.
أما كلمة الختام فهي تحفة بحد ذاتها يمكن ان نأخذ منها هذه اللفتات:
في محاولة الاجابة عن هذه الاسئلة نتبنى بضعة تصورات للعالم. و على شاكلة تصور أنه برج من السلاحف لا ينتهي في اسفله و يحمل الأرض المنبسطة في قمته، تقدم نظرية الأوتار الفائقة صورة أخرى . إنهما كلتيهما نظريتان في شأن العالم، رغم أن الثانية أعقد في رياضياتها من الاولى و أكثر دقة . إن كلا منهما تفتقر إلى البراهين التجريبية . إذ لم يشاهد أحد قط السلحفاة التي تحمل الأرض على ظهرها ، كما لم يشاهد أحد أيضا وترا فائقا . لكن النظرية السلحفاتية فاشلة كنظرية علمية لانها تتنبأ بان الناس يمكن أن يعانوا سقوطا من حافة العالم ، وليس هذا متفق مع التجربة، رغم انه يمكن ان يتخذ مظهر تفسير لحوادث الاختفاء المزعومة في مثلث برمودا.
ويقول:
لكن العلم أصبح ،بعد حلول القرن التاسع عشر، تقنيا و رياضيا أكثر من اللازم بالنسبة للفلاسفة و لكل امرئ آخر ما عدا نخبة المختصين . وبذلك قلّص الفلاسفة دائرة اهتمامهم لدرجة ان قال فيهم أحد كبار الفلاسفة في عصرنا، ويتغنشتاين :”لم يعد للفلاسفة من ولع الا بتحليل اللغة “.
يا له من انحطاط بعد التقاليد الفلسفية من أرسطو إلى كانط !
ويختتم ستيفن هوكنغ كتابه بقوله:
إذا كشفنا نظرية مكتملة فستصبح ذات يوم مفهومة في خطوطها العامة لدى كل الناس، لا حكرا على العلميين. و عندئذ سنكون جميعا ـ من فلاسفة و علماء و حتى من رجال الشارع ، قادرين على الإسهام في مناقشة حول مسائل الكون و وجودنا. واذا وجدنا الاجوبة الصحيحة فسيكون نصرا ختاميا للعقل البشري.
لماذا لا تكتب الكتب العلمية والأكاديمية بهذه البساطة وستيفن نفسه يأسف أن كتابه الأول كان معقدا بالنسبة للقارئ العادي.
يقول:
“لا أوصي بقراءة كتابي الراهن – موجز تاريخ الزمن – بالعودة إلى ذلك الكتاب – كتاب بنية الزمكان في المدى الواسع – للاستزادة من العلومات، لأنه كتاب عالي التقنية صعب الفهم، إلا أنني آمل أن أكون قد تعلمت منذئذ أن أكتب بلغة أيسر على الفهم.” ؟
لقد أصبحت كتب ستيفن هوكنج بدأ من كتابه موجز تاريخ الزمن و كتابه الثقوب السوداء وكتابه الكون في قشرة جوز كتبا محبوبة منتشرة لدى القراء بشريحتهم الكبرى رغم أنها تتكلم عن نظريات معقدة وجديدة، وليس ذلك فحسب، بل يرجع إليها المختصون كمصادر ذات ثقل في المحتوى.
ستيفن هوكنج هذا تم إخباره في مطلع العشرينات من عمره بإنه لن يعيش أكثر من سنتين وذلك لاصابته بشلل بسبب عاهة عصبية. وقد أصبح عاجزا عن الكلام بسبب التهاب رئوي، وأصبح لا يستطيع التفاهم والتواصل إلا من خلال أجهزة وحواسيب صممت لتكون على مقعده المتحرك. إن هذا العقل الجبار المحبوس في هذا الجسم المعاق يعتبر من أهم العلماء في الفيزياء الذين تكلموا عن نظريات نشأة الكون والانفجار الأعظم والثقوب السوداء وهو اليوم يشغل مقعد كرسي الرياضيات في جامعة كامبريج وهو المنصب الذي كان يشغله اسحق نيوتن.
يجوب ستيفن هوكنج العالم بكرسيه المتحرك وأجهزة التواصل ليتحدث ويحاضر عن آخر الأفكار والنظريات والمعادلات وهو شخصية مرحة وعقلية مرنة يعلن عن استعداده لتغيير أفكاره لمجرد أن يتضح له أنه كان يوما على خطأ.
إن من أكبر جرائم العلماء وكتاب العلوم أنهم لم يتعلموا طريقة الكتابة التي تصل بهم إلى القراء وربما كانوا لا يفهمون بدقة ما يكتبون وهذا يذكرنا بمقولة الفيزيائي ريتشارد فاينمن من أن عدد من يفهم فيزياء الكم في العالم قد لا يتجاوز أصابع اليد والواحدة.
..... مما راق لي ..... (العلمُ نور والجهلُ ظلام )..... و كل التقدير والعرفان للعلماء والمفكرين والاساتذة والطلبة ولكل من ارفدنا بهذه المعلومات الزاخرة والقيمة وتمنياتنا لطلبتنا الكرام بالنجاح والتوفيق ..... اخوكم سيد علي الموسوي .