❞ { سُبْحَانَ الّذِي خَلَقَ الأَزْوَاجَ كُلَّهَا مِمَّا تُنْبِتُ الأَرْضُ وَمِنْ أَنَفُسِهِمْ وَمِمَّا لا يَعْلَمُونَ } يس: 36
مع أن مفهوم الأزواج يراد به عادة الذكر والأنثى، إلا أن عبارة ‘’ومما لا يعلمون’’ لها دلالات أوسع من ذلك، وقد كشفت إحدى هذه الدلالات في أيامنا هذه، فقد نال العالم البريطاني بول ديراك جائزة نوبل في الفيزياء عام 1933 على اثر طرحه نظرية كون المادة مخلوقة بشكل ثنائي. هذا الاكتشاف الذي سمي ‘’التكافؤ’’ أو ‘’ التماثل’’ يثبت أن المادة تكون ثنائية مع ضدها الذي يسمى ضد المادة. مثال على ذلك فإن الإلكترونات في ‘’ ضد المادة’’ تحمل شحنة موجبة. بينما تحمل بروتونات ‘’ ضد المادة’’ شحنة سالبة. هذه الحقيقة مذكورة في أحد المراجع العلمية على الشكل الآتي: يوجد لكل جزء من الأجزاء دون الذرة نقيض لها يحمل شحنة معاكسة لشحنتها، وحسب مبدأ الريبة فإن الخلق المزدوج والاضمحلال المزدوج يحصلان في الفراغ على الدوام وفي جميع الأمكنة. ❝ ⏤هارون يحي
مع أن مفهوم الأزواج يراد به عادة الذكر والأنثى، إلا أن عبارة ‘’ومما لا يعلمون’’ لها دلالات أوسع من ذلك، وقد كشفت إحدى هذه الدلالات في أيامنا هذه، فقد نال العالم البريطاني بول ديراك جائزة نوبل في الفيزياء عام 1933 على اثر طرحه نظرية كون المادة مخلوقة بشكل ثنائي. هذا الاكتشاف الذي سمي ‘’التكافؤ’’ أو ‘’ التماثل’’ يثبت أن المادة تكون ثنائية مع ضدها الذي يسمى ضد المادة. مثال على ذلك فإن الإلكترونات في ‘’ ضد المادة’’ تحمل شحنة موجبة. بينما تحمل بروتونات ‘’ ضد المادة’’ شحنة سالبة. هذه الحقيقة مذكورة في أحد المراجع العلمية على الشكل الآتي: يوجد لكل جزء من الأجزاء دون الذرة نقيض لها يحمل شحنة معاكسة لشحنتها، وحسب مبدأ الريبة فإن الخلق المزدوج والاضمحلال المزدوج يحصلان في الفراغ على الدوام وفي جميع الأمكنة. ❝
❞ المولد الكهربائي في توليد الكهرباء،هو جهاز ميكانيكي يحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية بوجود مجال مغناطيسي. ويعمل المولد الكهربائي على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي والذي هو الأساس في توليد التيار الحثي. وقد تطورت صناعة المولدات الكهربائية كثيراً من حيث إنتاج التيار الحثي المقوُم إلى درجة عالية جدًا، ويُوجه المولد الكهربائي التيار الكهربائي للتدفق خلال دائرة كهربائية خارجية، كما أن مصادر المولد الكهربائي عديدة منها ما هو محرك متردد ومنها التوربينات التي تستخدم المحركات البخارية في عملها، أو عن طريق تساقط المياه في التوربينات والتي تعرف بالطاقة المائية، أو بمحركات الاحتراق الداخلية، أو توربينات الرياح[1]، أو مرفق اليد، أو الهواء المضغوط، أو أي مصدر آخر من مصادر الطاقة الميكانيكية. المولدات الكهربائية تغذي جميع الشبكات الكهربائية تقريبًا.
ويتم التحويل عكسيًا من الطاقة الكهربائية إلى الطاقة الميكانيكية عن طريق المحرك الكهربائي، والمولدات والمحركات الكهربائية لديها العديد من أوجه التشابه، كما أن العديد من المحركات الكهربائية يمكن أن تكون مدفوعة ميكانيكيًا لتوليد الكهرباء، وكثيرًا ما تجعل المحركات المولدات مقبولة عمليًا.
الدينامو هو الاسم اللاتيني للمولّد الكهربائي، ويعني الآن المولّد الذي ينتج تيارا مستمرا باستخدام عاكس التيار.
الإلكترونيات الصناعية أو الإلكترونيات الاستطاعية (بالإنجليزية: Power Electronics ) هي تطبيق العناصر الإلكترونية ذات الحالة الصلبة في التحكم وتحويل الطاقة الكهربائية.[1][2][3] إنها أيضا تشير إلى مواد بحثية في الهندسة الكهربائية والالكترونية والتي تتعامل مع التصميم، التحكم، الحساب والتكامل لأنظمة معالجة الطاقة الالكترونية غير الخطية والمتغيرة زمنياً.
أول جهاز عالي الطاقة يعتمد الالكترونيات الصناعية كان جهاز Mercury-arc valve أما في الأنظمة الحديثة يتم تحويل الطاقة من خلال أنظمة تبديل نصف ناقلة مثل الديودات ، الثايرستورات، والترانزستورات.
في الأجهزة المنزلية هناك المحول AC/DC أو مايسمى المقوم هو جهاز الإلكترونيات الصناعية المثالي في العديد من الأجهزة الإلكترونية مثل التلفاز ، الحواسيب الشخصية، شاحن البطاريات، إلخ. تتراوح الاستطاعة الكهربائية في الإلكترونيات الصناعية من عشرات الواطات إلى عدة مئات من الواط. أما في الصناعية فتعتبر أجهزة تغيير السرعة أو (الإنفرتر الصناعي) من الأجهزة التي تعتمد الإلكترونيات الصناعية للتحكمبالمحركات التحريضية. مجال الاستطاعة في هذه الأجهزة يبدأ من مئات قليلة من الواط إلى عشرات من الميغاواط.
يمكن تصنيف أجهزة تحويل الطاقة بالإلكترونيات الصناعية اعتمادا على نوع الطاقة الداخلة والخارجة لهذا الجهاز.
• من AC إلى DC (مقوم)
• من DC إلى AC (إنفرتر)
• من DC إلى DC (مبدل DC to DC)
• من AC إلى AC (مبدل AC to AC)
الدائرة الإلكترونية هي مسار مغلق من المكونات الإلكترونية الموصولة فيما بينها ويمكن للتيار الكهربائي المرور عبرها وهي المكون الأساسي لكل الأجهزة الإلكترونية.[1][2][3]
تعد الدارات الإلكترونية electronic circuits أساس النظم الإلكترونية التي تستخدم في مجالات هندسية شتى مثل التحكم والقياس ومعالجة الإشارة. ويعد الثنائي ذو الوصلة والترانزيستور الوسيلتين الفعالتين الأساسيتين في تركيب أي دارة إلكترونية.
تتكون الدائرة الإلكترونية بشكل أساسي من مقاومة(resistor) ومكثف (capacitor) وترانزستور (transistor) والكثير من المكونات الأخرى التي تجتمع لتكون الدائرة الإلكترونية.
يتم تدريس علم الإلكترونيات في العديد من الجامعات في مختلف أنحاء العالم، وهو علم يعنى بتفاعل عناصر الدائرة الإلكترونية مع بعضها البعض.
تتدرج الدوائر الإلكترونية من دائرة بسيطة تمثل مصدر فرق جهد ومقاومة مثل (بطاريه وضوء صغير) إلى دوائر معقدة تحتاج إلى عدة مهندسين وساعات من العمل لتحليلها مثل اللوحة الرئيسية للكميوتر.
يعتمد تحليل الدوائر الإلكترونية على قانون رئيسي هو:
V=I.R
أو فرق V الجهد يساوي المقاومة (R) في التيار(I).
ثنائي الوصلة - الديود PN junction-diode
في بداية اكتشاف أنصاف النواقل semiconductors مثل مادتي الجرمانيوم والسيليكون، وقبل الاكتشاف المخبري للترانزيستورات، كانت هناك العديد من المشاكل التي يجب التغلب عليها لصناعة هذه الثنائيات. استطاع المهندسون في منتصف الخمسينات حل معظم النقاط الحرجة لهذه المشكلات، والدخول بشكل فعال في تكنولوجيا الأجسام الصلبة solid-state.
يتشكل الثنائي من منطقتين متجاورتين من النوع p,n . تكون المنطقة n مليئة بالشحنات السالبة (إلكترونات electrons)، والمنطقة p مليئة بالشحنات الموجبة (ثقوب holes)، يفصل بين المنطقتين منطقة خالية من الشحنات تدعى بالمنطقة المحرمة أو الخالية deplation region، كما في الشكل(1).
بتطبيق انحياز(جهد مستمر) ، أي وصل النهاية الموجبة للمنبع المستمر إلى الطرف p للثنائي، والنهاية السالبة للمنبع إلى الطرف n يمكن للتيار أن يمر داخل الثنائي. من جهة أخرى فإن تطبيق انحياز عكسي ، أي وصل النهاية الموجبة للمنبع إلى الطرف n للثنائي والنهاية السالبة إلى الطرف p يمنع التيار من المرور عبر الثنائي.
لذا يستخدم الثنائي PN في تطبيقات عدة من أكثرها شيوعاً تقويم التيار المتناوب، أي السماح للتيار بالمرور باتجاه ومنعه من المرور بالاتجاه المعاكس. ❝ ⏤مجموعة من المؤلفين
❞ المولد الكهربائي في توليد الكهرباء،هو جهاز ميكانيكي يحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية بوجود مجال مغناطيسي. ويعمل المولد الكهربائي على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي والذي هو الأساس في توليد التيار الحثي. وقد تطورت صناعة المولدات الكهربائية كثيراً من حيث إنتاج التيار الحثي المقوُم إلى درجة عالية جدًا، ويُوجه المولد الكهربائي التيار الكهربائي للتدفق خلال دائرة كهربائية خارجية، كما أن مصادر المولد الكهربائي عديدة منها ما هو محرك متردد ومنها التوربينات التي تستخدم المحركات البخارية في عملها، أو عن طريق تساقط المياه في التوربينات والتي تعرف بالطاقة المائية، أو بمحركات الاحتراق الداخلية، أو توربينات الرياح[1]، أو مرفق اليد، أو الهواء المضغوط، أو أي مصدر آخر من مصادر الطاقة الميكانيكية. المولدات الكهربائية تغذي جميع الشبكات الكهربائية تقريبًا.
ويتم التحويل عكسيًا من الطاقة الكهربائية إلى الطاقة الميكانيكية عن طريق المحرك الكهربائي، والمولدات والمحركات الكهربائية لديها العديد من أوجه التشابه، كما أن العديد من المحركات الكهربائية يمكن أن تكون مدفوعة ميكانيكيًا لتوليد الكهرباء، وكثيرًا ما تجعل المحركات المولدات مقبولة عمليًا.
الدينامو هو الاسم اللاتيني للمولّد الكهربائي، ويعني الآن المولّد الذي ينتج تيارا مستمرا باستخدام عاكس التيار.
الإلكترونيات الصناعية أو الإلكترونيات الاستطاعية (بالإنجليزية: Power Electronics ) هي تطبيق العناصر الإلكترونية ذات الحالة الصلبة في التحكم وتحويل الطاقة الكهربائية.[1][2][3] إنها أيضا تشير إلى مواد بحثية في الهندسة الكهربائية والالكترونية والتي تتعامل مع التصميم، التحكم، الحساب والتكامل لأنظمة معالجة الطاقة الالكترونية غير الخطية والمتغيرة زمنياً.
أول جهاز عالي الطاقة يعتمد الالكترونيات الصناعية كان جهاز Mercury-arc valve أما في الأنظمة الحديثة يتم تحويل الطاقة من خلال أنظمة تبديل نصف ناقلة مثل الديودات ، الثايرستورات، والترانزستورات.
في الأجهزة المنزلية هناك المحول AC/DC أو مايسمى المقوم هو جهاز الإلكترونيات الصناعية المثالي في العديد من الأجهزة الإلكترونية مثل التلفاز ، الحواسيب الشخصية، شاحن البطاريات، إلخ. تتراوح الاستطاعة الكهربائية في الإلكترونيات الصناعية من عشرات الواطات إلى عدة مئات من الواط. أما في الصناعية فتعتبر أجهزة تغيير السرعة أو (الإنفرتر الصناعي) من الأجهزة التي تعتمد الإلكترونيات الصناعية للتحكمبالمحركات التحريضية. مجال الاستطاعة في هذه الأجهزة يبدأ من مئات قليلة من الواط إلى عشرات من الميغاواط.
يمكن تصنيف أجهزة تحويل الطاقة بالإلكترونيات الصناعية اعتمادا على نوع الطاقة الداخلة والخارجة لهذا الجهاز.
• من AC إلى DC (مقوم)
• من DC إلى AC (إنفرتر)
• من DC إلى DC (مبدل DC to DC)
• من AC إلى AC (مبدل AC to AC)
الدائرة الإلكترونية هي مسار مغلق من المكونات الإلكترونية الموصولة فيما بينها ويمكن للتيار الكهربائي المرور عبرها وهي المكون الأساسي لكل الأجهزة الإلكترونية.[1][2][3]
تعد الدارات الإلكترونية electronic circuits أساس النظم الإلكترونية التي تستخدم في مجالات هندسية شتى مثل التحكم والقياس ومعالجة الإشارة. ويعد الثنائي ذو الوصلة والترانزيستور الوسيلتين الفعالتين الأساسيتين في تركيب أي دارة إلكترونية.
تتكون الدائرة الإلكترونية بشكل أساسي من مقاومة(resistor) ومكثف (capacitor) وترانزستور (transistor) والكثير من المكونات الأخرى التي تجتمع لتكون الدائرة الإلكترونية.
يتم تدريس علم الإلكترونيات في العديد من الجامعات في مختلف أنحاء العالم، وهو علم يعنى بتفاعل عناصر الدائرة الإلكترونية مع بعضها البعض.
تتدرج الدوائر الإلكترونية من دائرة بسيطة تمثل مصدر فرق جهد ومقاومة مثل (بطاريه وضوء صغير) إلى دوائر معقدة تحتاج إلى عدة مهندسين وساعات من العمل لتحليلها مثل اللوحة الرئيسية للكميوتر.
يعتمد تحليل الدوائر الإلكترونية على قانون رئيسي هو:
V=I.R
أو فرق V الجهد يساوي المقاومة (R) في التيار(I).
ثنائي الوصلة - الديود PN junction-diode
في بداية اكتشاف أنصاف النواقل semiconductors مثل مادتي الجرمانيوم والسيليكون، وقبل الاكتشاف المخبري للترانزيستورات، كانت هناك العديد من المشاكل التي يجب التغلب عليها لصناعة هذه الثنائيات. استطاع المهندسون في منتصف الخمسينات حل معظم النقاط الحرجة لهذه المشكلات، والدخول بشكل فعال في تكنولوجيا الأجسام الصلبة solid-state.
يتشكل الثنائي من منطقتين متجاورتين من النوع p,n . تكون المنطقة n مليئة بالشحنات السالبة (إلكترونات electrons)، والمنطقة p مليئة بالشحنات الموجبة (ثقوب holes)، يفصل بين المنطقتين منطقة خالية من الشحنات تدعى بالمنطقة المحرمة أو الخالية deplation region، كما في الشكل(1).
بتطبيق انحياز(جهد مستمر) ، أي وصل النهاية الموجبة للمنبع المستمر إلى الطرف p للثنائي، والنهاية السالبة للمنبع إلى الطرف n يمكن للتيار أن يمر داخل الثنائي. من جهة أخرى فإن تطبيق انحياز عكسي ، أي وصل النهاية الموجبة للمنبع إلى الطرف n للثنائي والنهاية السالبة إلى الطرف p يمنع التيار من المرور عبر الثنائي.
لذا يستخدم الثنائي PN في تطبيقات عدة من أكثرها شيوعاً تقويم التيار المتناوب، أي السماح للتيار بالمرور باتجاه ومنعه من المرور بالاتجاه المعاكس. ❝
❞ هل نحن نرى الدنيا على حقيقتها ؟
هل هذه السماء زرقاء فعلًا .. وهل الحقول خضراء .. وهل الرمال صفراء ؟
وهل العسل حلو .. والعلقَم مُر ؟
هل الماء سائل .. والجليد صلب ؟
وهل الخشب مادة جامدة كما تقول لنا حواسّنا ؟
وهل حجارة الأرض مادة موات، لا حركة فيها ولا دبيب ؟
وهل الزجاج شفاف كما يبدو لنا .. والجدران صمّاء كما نراها ؟
وهل الخط المستقيم هو أقصر مسافة بين نقطتين كما تقول لنا الهندسة التقليدية التي تعلمناها .. وهل مجموع زوايا المثلث تساوي 2 ق ؟
وهل أحداث الكون كلها ممتدة في زمن واحد .. بحيث يمكن أن تتواقت بعضها مع بعض في آن واحد في أماكن متفرقة .. كما يتواقت خروج الموظفين مثلًا من مختلف الوزارات في ذات الوقت والساعة .. فنقارن أحداثًا تجري في الأرض مع أحداث تجري في المريخ .. والزهرة وسديم الجبار .. ونقول إنها حدثت في وقت واحد .. أو أن أحدها كان قبل الآخر ..
وهل يمكننا أن نقطع في يقين أن جسمًا ما من الأجسام يتحرك وأن جسمًا آخر لا يتحرك ؟
♦♦ كل هذه الأسئلة التي يُخيّل لك أنك تستطيع الإجابة عنها في بساطة، والتي كان العلماء يظنون أنهم قد انتهوا منها من زمن .. قد تحولت الآن إلى ألغاز ..
لقد انهار اليقين العلمي القديم ..
والمطرقة التي حطمت هذا اليقين، وكشفت لنا عن أنه كان يقينا ساذجا، هي عقل أينشتين الجبار ..
ونظريته التي غيرت الصورة الموضوعة للعالم .. نظرية النسبية .
*********
والنظرية النسبية قد عاشت سنوات منذ بداية وضعها في سنة 1905 إلى الآن في برج عاجي لا يقربها إلا المختصون ..
وكان القارئ العادي يسمع عنها في خوف كما يسمع عن الكِهانات الغامضة والطقوس الماسونية .. ولا يجرؤ على الخوض فيها ..
ومن المأثور عن الدكتور "مشرفة" أنه كان يقول دائما إن هذه النظرية " النظرية النسبية " لا يفهمها في العالم كله إلا عشرة ..
ولكن النظرية النسبية ترتبت عليها القنبلة الذرية ..
إنها لم تعد نظرية .. وإنما تحولت إلى تطبيقات خطيرة تمس كيان كل فرد وتؤثر في مصيره .
لقد خرجت من حيز الفروض والمعادلات الرياضية لتتحول إلى واقع رهيب ..
وأصبح من حق كل فرد أن يعرف عنها شيئا .
ولقد تعددت المحاولات من العلماء لتبسيطها وتقريبها إلى الفهم .. من ادنجتون إلى جيمس جينز .. إلى لنكولن بارنت .. إلى راسِل ..
وكان أينشتين نفسه يحاول أن يبسط ما في نظريته من غموض .. وكان يقول إن قَصْر المعلومات على عدد قليل من العلماء بحجة التعمق والتخصص .. يؤدي إلى عزلة العِلم .. ويؤدي إلى موت روح الشعب الفلسفية وفقره الروحي، وكان يكره الكهانة العلمية والتلَفُح بالغموض، والادعاء .. والتعاظم ..
وكان يقول إن الحقيقة بسيطة .
وفي آخر محاولاته التي أتمها في عام 1949 كان يبحث عن قانون واحد يفسر به كل علاقات الكون .
ونظرية النسبية ليست كلها معادلات .. وإنما لها جوانب فلسفية .
وحتى المعادلات الرياضية .. يقول أينشتين أنها انبعثت في ذهنه نتيجة شطحاته التي حاول فيها أن يتصور الكون على صورة جديدة ..
وأمام هذه الشطحات الفلسفية سوف نقف قليلًا .. تاركين المعادلات الرياضية لأربابها من القادرين عليها، محاولين أن نشرح بعض ما أراد ذلك العالِم العظيم أن يقوله، على قدر الإمكان، إمكان فهمنا .
وسوف نبدأ من البداية .. من قبل أينشتين .. من السؤال الذي بدأنا به المقال :
هل نحن نرى الدنيا على حقيقتها ؟
هل هذه السماء زرقاء فعلًا .. وهل الحقول خضراء .. وهل الرمال صفراء ؟
وهل العسل حلو .. والعلقَم مُر ؟
هل الماء سائل .. والجليد صلب ؟
وهل الخشب مادة جامدة كما تقول لنا حواسّنا ؟
وهل حجارة الأرض مادة موات، لا حركة فيها ؟
وهل الزجاج شفاف .. والجدران صمّاء ؟
# # # # #
لا ..
ليست هذه هي الحقيقة ..
هذا ما نراه .. وما نحسه بالفعل .. ولكنه ليس كل الحقيقة ..
فالنور الأبيض الذي نراه أبيض .. إذا مررناه خلال منشور زجاجي .. يتحلل إلى سبعة ألوان .. هي ألوان الطيف المعروفة .. الأصفر والبرتقالي والأحمر والأخضر والأزرق والبنفسجي .. إلخ .
فإذا حاولنا أن ندرس ماهية هذه الألوان، لم نجد أنها ألوان .. وإنما وجدناها موجات لا تختلف في شيء إلا في طولها ..
ذبذبات متفاوتة في ترددها .. وهذه كل الحكاية .. ولكن عيننا لا تستطيع أن ترى هذه الأمواج كأمواج .. ولا تستطيع أن تحس بهذه الذبذبات كذبذبات .. وانما كل ما يحدث أن الخلايا العصبية في قاع العين تتأثر بكل نوع من هذه الذبذبات بطريقة مختلفة ..
ومراكز البصر في المخ تترجم هذا التأثر العصبي على شكل ألوان ..
ولكن هذه المؤثرات الضوئية ليست ألوانًا .. وإنما هي محض موجات واهتزازات .. والمخ بلغته الإصطلاحية .. لكي يميزها عن بعضها .. يطلق عليها هذه التعريفات التي هي عبارة عن تصورات .. وهذه هي حكاية الألوان ..
والحقول التي نراها خضراء ليست خضراء .. وإنما كل ما يحدث أن أوراق النباتات تمتص كل أمواج الضوء بكافة أطوالها ما عدا تلك الموجة ذات الطول المعين التي تدخل عيننا وتؤثر في خلاياها فيكون لها هذا التأثير الذي هو في اصطلاح المخ "أخضر" ..
وبالمثل .. أي لون .. ليس له لون .. وإنما هو مؤثِر يفرقه المخ عن غيره بهذه الطريقة الاصطلاحية .. بأن يلونه .. ويتضح هذا الخلط أكثر حينما ننتقل إلى المثل الثاني .. العســل ..
فالعسل في فمنا حلو .. ونحن نتلذذ به ونلحسه لحسًا ونمصمصه بلساننا .. ولكن دودة المش لها رأي مختلف تمامًا في العسل .. بدليل أنها لا تقربه ولا تذوقه بعكس المش الذي تغوص فيه وتلتهمه التهامًا وتبيض وتفقس وتعشش فيه .
الحلاوة إذًا لا يمكن أن تكون صفة مطلقة موضوعية في العسل .. وإنما هي صفة نسبية نِسبةً إلى أعضاء التذوق في لساننا .. إنها ترجمتنا الإصطلاحية الخاصة للمؤثرات التي تُحدِثها ذرات العسل فينا ..
وقد يكون لهذه المؤثرات بالنسبة للأعضاء الحسيّة في حيوان آخر طعمًا مختلفًا هو بالمرارة أشبه ..
♦ فإذا جئنا للسؤال الثالث لنسأل أنفسنا .. هل الماء سائل .. وهل الجليد صلب .. فإن المشكلة تتضح أكثر ..
فالماء والبخار والجليد .. مادة كيميائية واحدة تركيبها الكيميائي ( اتحاد الأيدروجين بالأوكسجين 1:2 ) .. وما بينها من اختلاف ليس اختلافًا في حقيقتها وإنما هو اختلافًا في كيفيتها ..
فحينما نضع الماء على النار فإننا نعطيه حرارة .. أو بمعنى آخر طاقة .. فتزداد حركة جزيئاته وبالتالي تتفرق وتتفركش نتيجة اندفاعها الشديد في كل اتجاه ويكون نتيجة هذه الفركشة عند لحظة معينة أن تتفكك تمامًا وتتحول إلى جزيئات سابحة بعيدة عن بعضها (غاز) .. فإذا فقدت هذه الحرارة الكامنة التي أخذتها عن طريق النار حتى تصل في لحظة إلى درجة من التقارب نترجمها بحواسنا على أنها (صلابة) .
الحالة الغازية والسائلة والصلبة هي ظواهر كيفية لحقيقة واحدة .. هي درجة تقارب الجزيئات من بعضها البعض لمادة واحدة هي الماء ..
وشفافية الماء وعتامة الثلج سببها أن جزيئات الماء متباعدة لدرجة تسمح لنا بالرؤية من خلالها .
ولا يعني هذا أن جزيئات الثلج متلاصقة .. وإنما هي متباعدة هي الأخرى ولكن بدرجة أقل .
وجزيئات كل المواد حتى الحديد مخلخلة ومنفصلة عن بعضها .. بل إن الجزئ نفسه مؤلف من ذرات منفصلة .. والذرّة مؤلفة من بروتونات وإلكترونات هي الأخرى منفصلة ومخلخلة ومتباعدة تباعد الشمس عن كواكبها .
كل المواد الصُلبة عبارة عن خلاء منثورة فيه ذرّات .. ولو أن حِسّنَا البصري مكتمل لأمكننا أن نرى من خلال الجدران لأن نسيجها مخلخل كنسيج الغربال ..
ولو كنا نرى عن طريق أشعة إكس لا عن طريق النور العادي لرأينا بعضنا عبارة عن هياكل عظمية، لأن أشغة اكس تخترق المسافات الجزيئية في اللحم .. وتراه في شفافية الزجاج ..
♦ مرة أخرى ..
رؤيتنا العاجزة هي التي ترى الجدران صماء .. وهي ليست صمّاء .. بل هي مخلخلة أقصى درجات التخلخل .. ولكن وسائلنا المحدودة والأشعة التي نرى عن طريقها .. لا تنفد فيها، وإنما تنعكس على سطوحها وتبدو لنا وكأنها ســدّ يقف في طريق رؤيتنا .
إنها جميعًا أحكام نسبية تلك التي نطلقها على الأشياء .. ( نسبة إلى حواسنا المحدودة ) وليست أحكامًا حقيقية ..
والعالَم الذي نراه ليس هو العالَم الحقيقي .. وإنما هو عالَم اصطلاحي بَحتْ .. نعيش فيه معتقَلين في الرموز التي يختلقها عقلنا .. ليدلنا على الأشياء التي لا يعرف لها ماهية أو كَنَهًا .
والرسّام التجريدي على حق حينما يحاول أن يعبر عما يراه .. على طريقته .. فهو يدرك بالفطرة أن ما يراه بعينه ليس هو كل الحقيقة، وبالتالي فهو ليس ملزِمًا له .. وفي إمكانه أن يتلَمّس الحقيقة .. لا بعينه .. وإنما بعقله .. وربما بعقله الباطن .. أو وجدانه .. أو روحه ..
وهو لا يكون مجنونـــًا .. وقد نكون نحن المجــانين .
ورجل العلم له وسائل أخرى غير رجل الفن ..
الفنان يبحث عن الحقيقة معتمدًا على وسائله .. عن طريق الإلهام .. والروح .. والوجدان .
ورجل العلم يلجأ إلى الحسابات والمعادلات .. والفروض النظرية .. التي يحاول أن يتثبت منها بتجارب عملية .
وأينشتين في مغامرته العقلية لم يكن يختلف كثيرًا عن الرسّام التجريدي في مغامرته الفنية .
ومعظم ما كتبه أينشتين في معادلاته كان في الحقيقة تجريدًا للواقع على شكل أرقام وحدود رياضية .. ومحاولة جادة من رجل العلم في أن يهزم العلاقات المألوفة للأشياء ويزيحها لتبدو من خلفها لمحات من الحقيقة المدهشة التي تتخفى في ثياب العادة والألفة ..
وماذا هناك في الواقع المحسوس المألوف ؟
إننا لا نرى الأشياء مشوهة عن أصلها فقط .. وإنما لا نراها إطلاقًا .. وأحيانًا يكون ما نراه لا وجود له بالمرة ..
فهناك غير ألوان الطيف السبعة .. أمواج أقصر من أن ندركها .. هي فوق البنفسجية .. وأمواج أخرى أطول من أن ندركها .. هي تحت الحمراء .. وتكون النتيجة ألا نراها مع أنها موجودة ويمكن إثباتها باللوح الفوتوغرافي الحساس .. وبالترمومتر ..
وعلى العكس نرى أحيانًا أشياء لا وجود لها ..
فبعض النجوم التي نراها بالتلسكوب في أعماق السماء تبعد عنا بمقدار 500 مليون سنة ضوئية .. أي أن الضوء المنبعث منها يحتاج إلى خمسمائة مليون سنة ليصل إلى عيوننا .. وبالتالي فالضوء الذي نلمحها به هو ضوء خرج منها منذ هذا العدد الهائل من السنين .. فنحن لا نراها في الحقيقة .. وإنما نرى ماضيها السحيق الموغَل في القِدَم ..
أما ماهيتها الآن .. فالله وحده يعلم .. وربما تكون قد انفجرت واختفت .. أو انطفأت .. أو ارتحلت بعيدًا في أطراف ذلك الخلاء الأبدي وخرجت من مجال الرؤية بكل وسائلها .. فحالها الآن لا يمكن أن يصلنا خبره إلا بعد مضي خمسمائة مليون سنة ..
إننا قد نكون محملقين في شيء يلمع دون أن يكون له وجود بالمرة .
إلى هذه الدرجة يبلغ عدم اليقين ..
وإلى هذه الدرجة يمكن أن تضللنا الحواس ..
ما دليلنا في هذا التِيه .. ؟!
وكيف نهتدي إلى الحقيقة في هذه الظلمات المطبقة ؟!
مقال / أينشتين والنظرية النسبية .
من كتاب : اينشتين والنسبيه.
للدكتور / مصطفى محمود (رحمه الله). ❝ ⏤مصطفى محمود
❞ هل نحن نرى الدنيا على حقيقتها ؟
هل هذه السماء زرقاء فعلًا . وهل الحقول خضراء . وهل الرمال صفراء ؟
وهل العسل حلو . والعلقَم مُر ؟
هل الماء سائل . والجليد صلب ؟
وهل الخشب مادة جامدة كما تقول لنا حواسّنا ؟
وهل حجارة الأرض مادة موات، لا حركة فيها ولا دبيب ؟
وهل الزجاج شفاف كما يبدو لنا . والجدران صمّاء كما نراها ؟
وهل الخط المستقيم هو أقصر مسافة بين نقطتين كما تقول لنا الهندسة التقليدية التي تعلمناها . وهل مجموع زوايا المثلث تساوي 2 ق ؟
وهل أحداث الكون كلها ممتدة في زمن واحد . بحيث يمكن أن تتواقت بعضها مع بعض في آن واحد في أماكن متفرقة . كما يتواقت خروج الموظفين مثلًا من مختلف الوزارات في ذات الوقت والساعة . فنقارن أحداثًا تجري في الأرض مع أحداث تجري في المريخ . والزهرة وسديم الجبار . ونقول إنها حدثت في وقت واحد . أو أن أحدها كان قبل الآخر .
وهل يمكننا أن نقطع في يقين أن جسمًا ما من الأجسام يتحرك وأن جسمًا آخر لا يتحرك ؟
♦♦ كل هذه الأسئلة التي يُخيّل لك أنك تستطيع الإجابة عنها في بساطة، والتي كان العلماء يظنون أنهم قد انتهوا منها من زمن . قد تحولت الآن إلى ألغاز .
لقد انهار اليقين العلمي القديم .
والمطرقة التي حطمت هذا اليقين، وكشفت لنا عن أنه كان يقينا ساذجا، هي عقل أينشتين الجبار .
ونظريته التي غيرت الصورة الموضوعة للعالم . نظرية النسبية .
*********
والنظرية النسبية قد عاشت سنوات منذ بداية وضعها في سنة 1905 إلى الآن في برج عاجي لا يقربها إلا المختصون .
وكان القارئ العادي يسمع عنها في خوف كما يسمع عن الكِهانات الغامضة والطقوس الماسونية . ولا يجرؤ على الخوض فيها .
ومن المأثور عن الدكتور ˝مشرفة˝ أنه كان يقول دائما إن هذه النظرية ˝ النظرية النسبية ˝ لا يفهمها في العالم كله إلا عشرة .
ولكن النظرية النسبية ترتبت عليها القنبلة الذرية .
إنها لم تعد نظرية . وإنما تحولت إلى تطبيقات خطيرة تمس كيان كل فرد وتؤثر في مصيره .
لقد خرجت من حيز الفروض والمعادلات الرياضية لتتحول إلى واقع رهيب .
وأصبح من حق كل فرد أن يعرف عنها شيئا .
ولقد تعددت المحاولات من العلماء لتبسيطها وتقريبها إلى الفهم . من ادنجتون إلى جيمس جينز . إلى لنكولن بارنت . إلى راسِل .
وكان أينشتين نفسه يحاول أن يبسط ما في نظريته من غموض . وكان يقول إن قَصْر المعلومات على عدد قليل من العلماء بحجة التعمق والتخصص . يؤدي إلى عزلة العِلم . ويؤدي إلى موت روح الشعب الفلسفية وفقره الروحي، وكان يكره الكهانة العلمية والتلَفُح بالغموض، والادعاء . والتعاظم .
وكان يقول إن الحقيقة بسيطة .
وفي آخر محاولاته التي أتمها في عام 1949 كان يبحث عن قانون واحد يفسر به كل علاقات الكون .
ونظرية النسبية ليست كلها معادلات . وإنما لها جوانب فلسفية .
وحتى المعادلات الرياضية . يقول أينشتين أنها انبعثت في ذهنه نتيجة شطحاته التي حاول فيها أن يتصور الكون على صورة جديدة .
وأمام هذه الشطحات الفلسفية سوف نقف قليلًا . تاركين المعادلات الرياضية لأربابها من القادرين عليها، محاولين أن نشرح بعض ما أراد ذلك العالِم العظيم أن يقوله، على قدر الإمكان، إمكان فهمنا .
وسوف نبدأ من البداية . من قبل أينشتين . من السؤال الذي بدأنا به المقال :
هل نحن نرى الدنيا على حقيقتها ؟
هل هذه السماء زرقاء فعلًا . وهل الحقول خضراء . وهل الرمال صفراء ؟
وهل العسل حلو . والعلقَم مُر ؟
هل الماء سائل . والجليد صلب ؟
وهل الخشب مادة جامدة كما تقول لنا حواسّنا ؟
وهل حجارة الأرض مادة موات، لا حركة فيها ؟
وهل الزجاج شفاف . والجدران صمّاء ؟
# # # # #
لا .
ليست هذه هي الحقيقة .
هذا ما نراه . وما نحسه بالفعل . ولكنه ليس كل الحقيقة .
فالنور الأبيض الذي نراه أبيض . إذا مررناه خلال منشور زجاجي . يتحلل إلى سبعة ألوان . هي ألوان الطيف المعروفة . الأصفر والبرتقالي والأحمر والأخضر والأزرق والبنفسجي . إلخ .
فإذا حاولنا أن ندرس ماهية هذه الألوان، لم نجد أنها ألوان . وإنما وجدناها موجات لا تختلف في شيء إلا في طولها .
ذبذبات متفاوتة في ترددها . وهذه كل الحكاية . ولكن عيننا لا تستطيع أن ترى هذه الأمواج كأمواج . ولا تستطيع أن تحس بهذه الذبذبات كذبذبات . وانما كل ما يحدث أن الخلايا العصبية في قاع العين تتأثر بكل نوع من هذه الذبذبات بطريقة مختلفة .
ومراكز البصر في المخ تترجم هذا التأثر العصبي على شكل ألوان .
ولكن هذه المؤثرات الضوئية ليست ألوانًا . وإنما هي محض موجات واهتزازات . والمخ بلغته الإصطلاحية . لكي يميزها عن بعضها . يطلق عليها هذه التعريفات التي هي عبارة عن تصورات . وهذه هي حكاية الألوان .
والحقول التي نراها خضراء ليست خضراء . وإنما كل ما يحدث أن أوراق النباتات تمتص كل أمواج الضوء بكافة أطوالها ما عدا تلك الموجة ذات الطول المعين التي تدخل عيننا وتؤثر في خلاياها فيكون لها هذا التأثير الذي هو في اصطلاح المخ ˝أخضر˝ .
وبالمثل . أي لون . ليس له لون . وإنما هو مؤثِر يفرقه المخ عن غيره بهذه الطريقة الاصطلاحية . بأن يلونه . ويتضح هذا الخلط أكثر حينما ننتقل إلى المثل الثاني . العســل .
فالعسل في فمنا حلو . ونحن نتلذذ به ونلحسه لحسًا ونمصمصه بلساننا . ولكن دودة المش لها رأي مختلف تمامًا في العسل . بدليل أنها لا تقربه ولا تذوقه بعكس المش الذي تغوص فيه وتلتهمه التهامًا وتبيض وتفقس وتعشش فيه .
الحلاوة إذًا لا يمكن أن تكون صفة مطلقة موضوعية في العسل . وإنما هي صفة نسبية نِسبةً إلى أعضاء التذوق في لساننا . إنها ترجمتنا الإصطلاحية الخاصة للمؤثرات التي تُحدِثها ذرات العسل فينا .
وقد يكون لهذه المؤثرات بالنسبة للأعضاء الحسيّة في حيوان آخر طعمًا مختلفًا هو بالمرارة أشبه .
♦ فإذا جئنا للسؤال الثالث لنسأل أنفسنا . هل الماء سائل . وهل الجليد صلب . فإن المشكلة تتضح أكثر .
فالماء والبخار والجليد . مادة كيميائية واحدة تركيبها الكيميائي ( اتحاد الأيدروجين بالأوكسجين 1:2 ) . وما بينها من اختلاف ليس اختلافًا في حقيقتها وإنما هو اختلافًا في كيفيتها .
فحينما نضع الماء على النار فإننا نعطيه حرارة . أو بمعنى آخر طاقة . فتزداد حركة جزيئاته وبالتالي تتفرق وتتفركش نتيجة اندفاعها الشديد في كل اتجاه ويكون نتيجة هذه الفركشة عند لحظة معينة أن تتفكك تمامًا وتتحول إلى جزيئات سابحة بعيدة عن بعضها (غاز) . فإذا فقدت هذه الحرارة الكامنة التي أخذتها عن طريق النار حتى تصل في لحظة إلى درجة من التقارب نترجمها بحواسنا على أنها (صلابة) .
الحالة الغازية والسائلة والصلبة هي ظواهر كيفية لحقيقة واحدة . هي درجة تقارب الجزيئات من بعضها البعض لمادة واحدة هي الماء .
وشفافية الماء وعتامة الثلج سببها أن جزيئات الماء متباعدة لدرجة تسمح لنا بالرؤية من خلالها .
ولا يعني هذا أن جزيئات الثلج متلاصقة . وإنما هي متباعدة هي الأخرى ولكن بدرجة أقل .
وجزيئات كل المواد حتى الحديد مخلخلة ومنفصلة عن بعضها . بل إن الجزئ نفسه مؤلف من ذرات منفصلة . والذرّة مؤلفة من بروتونات وإلكترونات هي الأخرى منفصلة ومخلخلة ومتباعدة تباعد الشمس عن كواكبها .
كل المواد الصُلبة عبارة عن خلاء منثورة فيه ذرّات . ولو أن حِسّنَا البصري مكتمل لأمكننا أن نرى من خلال الجدران لأن نسيجها مخلخل كنسيج الغربال .
ولو كنا نرى عن طريق أشعة إكس لا عن طريق النور العادي لرأينا بعضنا عبارة عن هياكل عظمية، لأن أشغة اكس تخترق المسافات الجزيئية في اللحم . وتراه في شفافية الزجاج .
♦ مرة أخرى .
رؤيتنا العاجزة هي التي ترى الجدران صماء . وهي ليست صمّاء . بل هي مخلخلة أقصى درجات التخلخل . ولكن وسائلنا المحدودة والأشعة التي نرى عن طريقها . لا تنفد فيها، وإنما تنعكس على سطوحها وتبدو لنا وكأنها ســدّ يقف في طريق رؤيتنا .
إنها جميعًا أحكام نسبية تلك التي نطلقها على الأشياء . ( نسبة إلى حواسنا المحدودة ) وليست أحكامًا حقيقية .
والعالَم الذي نراه ليس هو العالَم الحقيقي . وإنما هو عالَم اصطلاحي بَحتْ . نعيش فيه معتقَلين في الرموز التي يختلقها عقلنا . ليدلنا على الأشياء التي لا يعرف لها ماهية أو كَنَهًا .
والرسّام التجريدي على حق حينما يحاول أن يعبر عما يراه . على طريقته . فهو يدرك بالفطرة أن ما يراه بعينه ليس هو كل الحقيقة، وبالتالي فهو ليس ملزِمًا له . وفي إمكانه أن يتلَمّس الحقيقة . لا بعينه . وإنما بعقله . وربما بعقله الباطن . أو وجدانه . أو روحه .
وهو لا يكون مجنونـــًا . وقد نكون نحن المجــانين .
ورجل العلم له وسائل أخرى غير رجل الفن .
الفنان يبحث عن الحقيقة معتمدًا على وسائله . عن طريق الإلهام . والروح . والوجدان .
ورجل العلم يلجأ إلى الحسابات والمعادلات . والفروض النظرية . التي يحاول أن يتثبت منها بتجارب عملية .
وأينشتين في مغامرته العقلية لم يكن يختلف كثيرًا عن الرسّام التجريدي في مغامرته الفنية .
ومعظم ما كتبه أينشتين في معادلاته كان في الحقيقة تجريدًا للواقع على شكل أرقام وحدود رياضية . ومحاولة جادة من رجل العلم في أن يهزم العلاقات المألوفة للأشياء ويزيحها لتبدو من خلفها لمحات من الحقيقة المدهشة التي تتخفى في ثياب العادة والألفة .
وماذا هناك في الواقع المحسوس المألوف ؟
إننا لا نرى الأشياء مشوهة عن أصلها فقط . وإنما لا نراها إطلاقًا . وأحيانًا يكون ما نراه لا وجود له بالمرة .
فهناك غير ألوان الطيف السبعة . أمواج أقصر من أن ندركها . هي فوق البنفسجية . وأمواج أخرى أطول من أن ندركها . هي تحت الحمراء . وتكون النتيجة ألا نراها مع أنها موجودة ويمكن إثباتها باللوح الفوتوغرافي الحساس . وبالترمومتر .
وعلى العكس نرى أحيانًا أشياء لا وجود لها .
فبعض النجوم التي نراها بالتلسكوب في أعماق السماء تبعد عنا بمقدار 500 مليون سنة ضوئية . أي أن الضوء المنبعث منها يحتاج إلى خمسمائة مليون سنة ليصل إلى عيوننا . وبالتالي فالضوء الذي نلمحها به هو ضوء خرج منها منذ هذا العدد الهائل من السنين . فنحن لا نراها في الحقيقة . وإنما نرى ماضيها السحيق الموغَل في القِدَم .
أما ماهيتها الآن . فالله وحده يعلم . وربما تكون قد انفجرت واختفت . أو انطفأت . أو ارتحلت بعيدًا في أطراف ذلك الخلاء الأبدي وخرجت من مجال الرؤية بكل وسائلها . فحالها الآن لا يمكن أن يصلنا خبره إلا بعد مضي خمسمائة مليون سنة .
إننا قد نكون محملقين في شيء يلمع دون أن يكون له وجود بالمرة .
إلى هذه الدرجة يبلغ عدم اليقين .
وإلى هذه الدرجة يمكن أن تضللنا الحواس .
ما دليلنا في هذا التِيه . ؟!
وكيف نهتدي إلى الحقيقة في هذه الظلمات المطبقة ؟!
مقال / أينشتين والنظرية النسبية .
من كتاب : اينشتين والنسبيه.
❞ هل الضوء أمواج ؟
هل الضوء ذرّات ؟
كانت المعركة محتدمة بين العلماء الذين يقولون بأن للضوء طبيعة موجية .. وبين العلماء الذين يقولون بأن طبيعته مادية ذرية ..
حينما تقدم عالَم نمساوي إسمه شرودنجر بمجموعة من المعادلات .. ليعلن نظرية اسمها "الميكانيكا الموجية" .
وفي هذه النظرية أثبت شرودنجر بالتجربة أن حزمة من الإلكترونات ساقطة على سطح بللورة معدنية تحيد بنفس الطريقة التي تحيد بها أمواج البحر التي تدخل من مضيق .. واستطاع أن يحسب طول موجة الإلكترونات التي تحيد بهذه الطريقة ..
وأعقبت هذه المفاجأة مفاجآت أخرى ..
فقد أثبتت التجارب التي أجريت على حِزَم من الذرّات، ثم على حِزَم من الجزيئات .. أنها بإسقاطها على بللورة معدنية تتصرف بنفس الطريقة الموجية وأن طول موجاتها يمكن حسابه بمعادلات شرودنجر ..
وبهذا بدأ صرح النظرية المادية كله ينهار .
إن الهيكل كله يسقط، ويتحول إلى خواء .
إن كُهّان العلوم دأبوا من سنين على أن يعلمونا أن الذرة عبارة عن معمار مادي يتألف من نواة ( بروتون أو أكثر ) تدور حولها الإلكترونات في أفلاك دائرية كما تدور الكواكب حول الشمس ..
وأكثر من هذا .. حسبوا عدد الإلكترونات في كل ذرة وقالوا لنا إنها إلكترون واحد في ذرة الأيدروجين ثم تزيد في العناصر الثقيلة حتى تبلغ 92 إلكترون في ذرة اليورانيوم، وأن كل ذرة لها وزن ذري .. وأثبتوا كل هذا بالمعادلات ..
فماذا يقولون في هذا الذي يهدم لهم صرح الهيكل ليقول إنه لا يحتوي على شيء له كيان مادي أو حيِّز، وإنما كل ما هناك .. طاقة متموجة، وأكثر من هذا يقدم لهم الإثبات بالمعادلات، والتجارب ..
وكانت بلبَلة علمية لا حـد لها .
كيف يمكن أن يقوم البرهان على شيئين متناقضين ! .. وهل يمكن أن يكون للشيء طبيعة متناقضة .. ؟!
كيف يمكن أن تكون للمادة صفات موجية، وللضوء صفات مادية .. ؟!
وتقدم عالِم ألماني هو " هايزنبرج " وبرفقته عالِم آخر هو " بورن " ليقول أنه من الممكن تخطي هذه الفجوة، وأنه لا توجد مشكلة .. وقدم مجموعة من المعادلات يمكن عن طريقها حساب الضوء على أنه أمواج أو على أنه ذرّات، ولمن يريد أن يختار الإفتراض الذي يعجبه .. وسيجد أن المعادلات تصلح للغرضين في وقت واحد ..
كيف يمكن أن تكون الحقيقة متناقضة .. ؟!
العلماء يسألون ..
وهايزنبرج يرد ببساطة .. الحقيقة المطلَقة لا سبيل إلى إدراكها .
العلم لا يستطيع أن يعرف حقيقة أي شيء .. إنه يعرف كيف يتصرف ذلك الشيء في ظروف معينة، ويستطيع أن يكشف علاقاته مع غيره من الأشياء ويحسبها .. ولكنه لا يستطيع أن يعرف ما هو . !
لا سبيل أمام العلم لإدراك المطلق .
العلم يدرِك كميات، ولكنه لا يدرِك ماهيات ..
العلم لا يمكنه أن يعرف ما هو الضوء .. ولا ما هو الإلكترون ..
وحينما يقول إن الأشعة الضوئية هي موجات كهربية مغناطيسية أو فوتونات .. فإنه يحيل الألغاز إلى ألغاز أخرى .. فما هي الموجات الكهربائية المغناطيسية ؟ حركة في الأثير ؟ .. وما الحركة ؟ .. وما الأثير ؟ ..
وما الفوتونات ؟ .. حِزَم من الطاقة ؟ .. وما الطاقة ؟ ..
العلم لا يمكن أن يعرف ماهية أي شيء .. إنه يستطيع أن يعرف سلوك الشيء وعلاقاته بالأشياء الأخرى والكيفيات التي يوجد بها في الظروف المختلفة .. ولكنه لا يستطيع أن يعرف حقيقته .
وحينما يكتشف العلم أن الضوء في إحدى التجارب يتصرَف بطريقة مَوْجية، وفي تجربة أخرى يتصرف بطريقة مادية ذرية، فلا تناقض هناك .. لأن ما اكتشفه العلم هو مسلَك الضوء، والكيفيات التي ينطلق بها في الظروف المختلفة .. لا حقيقة الضوء .. ويمكن أن تكون للضوء طبيعة مزدوجة .
والصفة الثانية للعلم ..
أن أحكامه كلها إحصائية وتقريبية .. لأنه لا يُجري تجاربه على حالات مفردة .. لا يمسك ذرة مفردة ليجري عليها تجاربه .. ولا يقبض على إلكترون واحد ليلاحظه .. ولا يمسك فوتونًا واحدًا ليفحصه ويتفرج عليه ..
وإنما يجري تجاربه على مجموعات .. على شعاع ضوء مثلًا ( والشعاع يحتوي على بلايين بلايين الفوتونات ) ..
أو جرام من مادة .. والجرام يحتوي على بلايين بلايين الذرات .. وتكون النتيجة أن الحسابات كلها حسابات إحصائية تقوم على الإحتمالات .. وعلى الصواب التقريبي .
والقوانين العلمية أشبه بالإحصائيات التي يمسح بها الباحثون الاجتماعيون المجتمع لتقرير أسباب الانتحار .. أو أسباب الطلاق .. أو علاقة السرطان بالتدخين .. أو الخمر بالجنون ..
وكل النتائج تكون في هذه الحالة نتائج إحتمالية وإحصائية لأنها جميعها متوسطات حسابية عن أعداد كبيرة .
أما إذا حاول العلم أن يجري تجاربه على وِحدة أساسية .. كأن يدرس ذرّة بعينها أو يلاحظ إلكترونًا واحدًا بالذات .. فإنه لا يمكنه أن يخرج بنتيجة أو معرفة .. لأنه يصطدم باستحالة نهائية .
ولكي يثبت هايزنبرج هذه الإستحالة تخيل أن عالِمًا يحاول أن يشاهد الإلكترون .. فعليه أولًا أن يستخدم ميكروسكوبًا يكبر مائة مليون مرة .. وعلى افتراض أنه حصل على هذا الميكروسكوب، فإن هناك صعوبة أخرى .. وهي أن الإلكترون أصغر من موجة الضوء .. فعليه أن يختار موجة قصيرة مثل أشعة إكس ..
ولكن أشعة إكس لا تصلح للرؤية .. إذاً عليه أن يستخدم أشعة الراديوم .
وبافتراض أنه حصل على هذه الأشياء .. فإنه في اللحظة التي يضع فيها عينيه على الميكروسكوب ويطلق فوتونًا ضوئيًا ليرى به الإلكترون .. فإن الفوتون سوف يضرب الإلكترون كما تضرب العصا كرة البلياردو ويزيحه من مكانه مغيرًا سرعته ..
لأن الفوتون عبارة عن شحنة من الطاقة ..
فهو في محاولته لتسجيل وضع الإلكترون وسرعته .. لن يصل إلى أي نتيجة ..
إذ في اللحظة التي يحاول فيها تسجيل سرعته يتغير مكانه .. لأن إطلاق الضوء عليه لرؤيته ينقله من مكانه ويغير سرعته .
إن عملية الملاحظة التي يقوم بها تغير من النتيجة المطلوبة ..
إنه يحاول أن يرى طبيعة الإلكترون ليسجلها .. ولكن عملية الرؤية تُغير أول ما تُغير تلك الطبيعة التي يجري وراء تسجيلها ..
فهو ينقل الإلكترون من مكانه في اللحظة التي يحاول فيها أن يسجل مكانه .
وهكذا يكون التعامل مع الوحدات الأساسية للطبيعة مستحيل .. فحينما نصل إلى عالَم الذرة الصغير يستحيل علينا التحديد .. وفي نفس الوقت يتعطل قانون السببية ..
فلا يصبح ساريًا .. لأن عملية الملاحظة تتدخل بين السبب والنتيجة وتكسر حلقة السببيية من منتصفها .. وتدخل هي بذاتها كسبب يغير من النتيجة بشكل يجعل من المستحيل معرفتها أو حسابها ..
إننا نكون أشبه بالأعمى الذي يمسك بقطعة مربعة من الثلج ليتحسس شكلها ومقياسها .. وهي في اللحظة التي يتحسسها تذوب مقاييسها بين يديه .. فيفقد الشيء الذي يبحث عنه بنفس العملية التي يبحث بها عنه .
وهكذا تتعطل القوانين حينما تصل إلى منتهى أجزاء ذلك الكون الكبير .. وتتوقف عند أصغر وحدة في وحداته .. فلا تعود سارية ولا تعود صالحة للتطبيق .
وبالمثل هي تتعطل أحيانًا حينما نحاول أن نطبقها على الكون بأسره ككل .. فقانون السببية أيضًا لا يعود ساريًا بالنسبة للكون ككل .. إذ أن اعتبار الكون صادرًا عن سبب، واعتباره خاضعًا للسببية يجعل منه جزءًا صادرًا عن جزء آخر ويتناقض مع كليته وشموله ..
القوانين تصطدم مع الحدّ الأكبر ومع الحدّ الأصغر للكون ولا تعود سارية ..
والعقل يصطدم بالإستحالة حينما يحاول أن يبحث في المبدأ وفي المنتهى .. لأنه لم يُجهَز بالوسائل التي يقتحم بها هذه الحدود ..
بهذا البحث الفلسفي الرياضي .. إستطاع هايزنبرج أن يفسر الطبيعة المزدوجة للضوء، ووضع المعادلات التي تصلح لتفسير الضوء على الأساس المادي وعلى الأساس الموجي في نفس الوقت، واعتبر القوانين في هذا المجال قوانين احتمالية إحصائية .. تعبِّر عن سلوك مجاميع هائلة من بلايين بلايين الفوتونات ..
أما الفوتون نفسه .. فشيء لا يمكن تحديده .
وهل يمكن تحديد نقطة في ريح عاصفة في الظلام .. وهل يمكنك أن تقول إن هذه النقطة تشغل هذا المكان بالذات .. ؟!
كل ما يمكن للعلم أن يدركه هو "الكميات" و "الكيفيات" .. ولكن لا سبيل إلى إدراك الماهيات .
** ** **
لكن أينشتين كانت له وجهة نظر أخرى ..
كان يرى في العالَم وحدة منسجمة ..
كان يرى العالَم الكبير بشموسه وأفلاكه، والعالم الصغير بذرّاته وإلكتروناته خاضعًا كله لقانون واحد بسيط ..
وكان يرى أن العقل في إمكانه أن يكتشف هذا القانون .. وكان يبحث جاهدًا عنه ..
وفي سنة 1929 أعلن عن نظرية "المجال الموحَد" .. ثم عاد بعد ذلك ورفضها واستبعدها .. وعاود البحث من جديد .
مقال / مبدأ الشـــك .
من كتاب / أينشتين والنسبية
لـلدكتور/ مصطفى محمود (رحمه الله ). ❝ ⏤مصطفى محمود
❞ هل الضوء أمواج ؟
هل الضوء ذرّات ؟
كانت المعركة محتدمة بين العلماء الذين يقولون بأن للضوء طبيعة موجية . وبين العلماء الذين يقولون بأن طبيعته مادية ذرية .
حينما تقدم عالَم نمساوي إسمه شرودنجر بمجموعة من المعادلات . ليعلن نظرية اسمها ˝الميكانيكا الموجية˝ .
وفي هذه النظرية أثبت شرودنجر بالتجربة أن حزمة من الإلكترونات ساقطة على سطح بللورة معدنية تحيد بنفس الطريقة التي تحيد بها أمواج البحر التي تدخل من مضيق . واستطاع أن يحسب طول موجة الإلكترونات التي تحيد بهذه الطريقة .
وأعقبت هذه المفاجأة مفاجآت أخرى .
فقد أثبتت التجارب التي أجريت على حِزَم من الذرّات، ثم على حِزَم من الجزيئات . أنها بإسقاطها على بللورة معدنية تتصرف بنفس الطريقة الموجية وأن طول موجاتها يمكن حسابه بمعادلات شرودنجر .
وبهذا بدأ صرح النظرية المادية كله ينهار .
إن الهيكل كله يسقط، ويتحول إلى خواء .
إن كُهّان العلوم دأبوا من سنين على أن يعلمونا أن الذرة عبارة عن معمار مادي يتألف من نواة ( بروتون أو أكثر ) تدور حولها الإلكترونات في أفلاك دائرية كما تدور الكواكب حول الشمس .
وأكثر من هذا . حسبوا عدد الإلكترونات في كل ذرة وقالوا لنا إنها إلكترون واحد في ذرة الأيدروجين ثم تزيد في العناصر الثقيلة حتى تبلغ 92 إلكترون في ذرة اليورانيوم، وأن كل ذرة لها وزن ذري . وأثبتوا كل هذا بالمعادلات .
فماذا يقولون في هذا الذي يهدم لهم صرح الهيكل ليقول إنه لا يحتوي على شيء له كيان مادي أو حيِّز، وإنما كل ما هناك . طاقة متموجة، وأكثر من هذا يقدم لهم الإثبات بالمعادلات، والتجارب .
وكانت بلبَلة علمية لا حـد لها .
كيف يمكن أن يقوم البرهان على شيئين متناقضين ! . وهل يمكن أن يكون للشيء طبيعة متناقضة . ؟!
كيف يمكن أن تكون للمادة صفات موجية، وللضوء صفات مادية . ؟!
وتقدم عالِم ألماني هو ˝ هايزنبرج ˝ وبرفقته عالِم آخر هو ˝ بورن ˝ ليقول أنه من الممكن تخطي هذه الفجوة، وأنه لا توجد مشكلة . وقدم مجموعة من المعادلات يمكن عن طريقها حساب الضوء على أنه أمواج أو على أنه ذرّات، ولمن يريد أن يختار الإفتراض الذي يعجبه . وسيجد أن المعادلات تصلح للغرضين في وقت واحد .
كيف يمكن أن تكون الحقيقة متناقضة . ؟!
العلماء يسألون .
وهايزنبرج يرد ببساطة . الحقيقة المطلَقة لا سبيل إلى إدراكها .
العلم لا يستطيع أن يعرف حقيقة أي شيء . إنه يعرف كيف يتصرف ذلك الشيء في ظروف معينة، ويستطيع أن يكشف علاقاته مع غيره من الأشياء ويحسبها . ولكنه لا يستطيع أن يعرف ما هو . !
لا سبيل أمام العلم لإدراك المطلق .
العلم يدرِك كميات، ولكنه لا يدرِك ماهيات .
العلم لا يمكنه أن يعرف ما هو الضوء . ولا ما هو الإلكترون .
وحينما يقول إن الأشعة الضوئية هي موجات كهربية مغناطيسية أو فوتونات . فإنه يحيل الألغاز إلى ألغاز أخرى . فما هي الموجات الكهربائية المغناطيسية ؟ حركة في الأثير ؟ . وما الحركة ؟ . وما الأثير ؟ .
وما الفوتونات ؟ . حِزَم من الطاقة ؟ . وما الطاقة ؟ .
العلم لا يمكن أن يعرف ماهية أي شيء . إنه يستطيع أن يعرف سلوك الشيء وعلاقاته بالأشياء الأخرى والكيفيات التي يوجد بها في الظروف المختلفة . ولكنه لا يستطيع أن يعرف حقيقته .
وحينما يكتشف العلم أن الضوء في إحدى التجارب يتصرَف بطريقة مَوْجية، وفي تجربة أخرى يتصرف بطريقة مادية ذرية، فلا تناقض هناك . لأن ما اكتشفه العلم هو مسلَك الضوء، والكيفيات التي ينطلق بها في الظروف المختلفة . لا حقيقة الضوء . ويمكن أن تكون للضوء طبيعة مزدوجة .
والصفة الثانية للعلم .
أن أحكامه كلها إحصائية وتقريبية . لأنه لا يُجري تجاربه على حالات مفردة . لا يمسك ذرة مفردة ليجري عليها تجاربه . ولا يقبض على إلكترون واحد ليلاحظه . ولا يمسك فوتونًا واحدًا ليفحصه ويتفرج عليه .
وإنما يجري تجاربه على مجموعات . على شعاع ضوء مثلًا ( والشعاع يحتوي على بلايين بلايين الفوتونات ) .
أو جرام من مادة . والجرام يحتوي على بلايين بلايين الذرات . وتكون النتيجة أن الحسابات كلها حسابات إحصائية تقوم على الإحتمالات . وعلى الصواب التقريبي .
والقوانين العلمية أشبه بالإحصائيات التي يمسح بها الباحثون الاجتماعيون المجتمع لتقرير أسباب الانتحار . أو أسباب الطلاق . أو علاقة السرطان بالتدخين . أو الخمر بالجنون .
وكل النتائج تكون في هذه الحالة نتائج إحتمالية وإحصائية لأنها جميعها متوسطات حسابية عن أعداد كبيرة .
أما إذا حاول العلم أن يجري تجاربه على وِحدة أساسية . كأن يدرس ذرّة بعينها أو يلاحظ إلكترونًا واحدًا بالذات . فإنه لا يمكنه أن يخرج بنتيجة أو معرفة . لأنه يصطدم باستحالة نهائية .
ولكي يثبت هايزنبرج هذه الإستحالة تخيل أن عالِمًا يحاول أن يشاهد الإلكترون . فعليه أولًا أن يستخدم ميكروسكوبًا يكبر مائة مليون مرة . وعلى افتراض أنه حصل على هذا الميكروسكوب، فإن هناك صعوبة أخرى . وهي أن الإلكترون أصغر من موجة الضوء . فعليه أن يختار موجة قصيرة مثل أشعة إكس .
ولكن أشعة إكس لا تصلح للرؤية . إذاً عليه أن يستخدم أشعة الراديوم .
وبافتراض أنه حصل على هذه الأشياء . فإنه في اللحظة التي يضع فيها عينيه على الميكروسكوب ويطلق فوتونًا ضوئيًا ليرى به الإلكترون . فإن الفوتون سوف يضرب الإلكترون كما تضرب العصا كرة البلياردو ويزيحه من مكانه مغيرًا سرعته .
لأن الفوتون عبارة عن شحنة من الطاقة .
فهو في محاولته لتسجيل وضع الإلكترون وسرعته . لن يصل إلى أي نتيجة .
إذ في اللحظة التي يحاول فيها تسجيل سرعته يتغير مكانه . لأن إطلاق الضوء عليه لرؤيته ينقله من مكانه ويغير سرعته .
إن عملية الملاحظة التي يقوم بها تغير من النتيجة المطلوبة .
إنه يحاول أن يرى طبيعة الإلكترون ليسجلها . ولكن عملية الرؤية تُغير أول ما تُغير تلك الطبيعة التي يجري وراء تسجيلها .
فهو ينقل الإلكترون من مكانه في اللحظة التي يحاول فيها أن يسجل مكانه .
وهكذا يكون التعامل مع الوحدات الأساسية للطبيعة مستحيل . فحينما نصل إلى عالَم الذرة الصغير يستحيل علينا التحديد . وفي نفس الوقت يتعطل قانون السببية .
فلا يصبح ساريًا . لأن عملية الملاحظة تتدخل بين السبب والنتيجة وتكسر حلقة السببيية من منتصفها . وتدخل هي بذاتها كسبب يغير من النتيجة بشكل يجعل من المستحيل معرفتها أو حسابها .
إننا نكون أشبه بالأعمى الذي يمسك بقطعة مربعة من الثلج ليتحسس شكلها ومقياسها . وهي في اللحظة التي يتحسسها تذوب مقاييسها بين يديه . فيفقد الشيء الذي يبحث عنه بنفس العملية التي يبحث بها عنه .
وهكذا تتعطل القوانين حينما تصل إلى منتهى أجزاء ذلك الكون الكبير . وتتوقف عند أصغر وحدة في وحداته . فلا تعود سارية ولا تعود صالحة للتطبيق .
وبالمثل هي تتعطل أحيانًا حينما نحاول أن نطبقها على الكون بأسره ككل . فقانون السببية أيضًا لا يعود ساريًا بالنسبة للكون ككل . إذ أن اعتبار الكون صادرًا عن سبب، واعتباره خاضعًا للسببية يجعل منه جزءًا صادرًا عن جزء آخر ويتناقض مع كليته وشموله .
القوانين تصطدم مع الحدّ الأكبر ومع الحدّ الأصغر للكون ولا تعود سارية .
والعقل يصطدم بالإستحالة حينما يحاول أن يبحث في المبدأ وفي المنتهى . لأنه لم يُجهَز بالوسائل التي يقتحم بها هذه الحدود .
بهذا البحث الفلسفي الرياضي . إستطاع هايزنبرج أن يفسر الطبيعة المزدوجة للضوء، ووضع المعادلات التي تصلح لتفسير الضوء على الأساس المادي وعلى الأساس الموجي في نفس الوقت، واعتبر القوانين في هذا المجال قوانين احتمالية إحصائية . تعبِّر عن سلوك مجاميع هائلة من بلايين بلايين الفوتونات .
أما الفوتون نفسه . فشيء لا يمكن تحديده .
وهل يمكن تحديد نقطة في ريح عاصفة في الظلام . وهل يمكنك أن تقول إن هذه النقطة تشغل هذا المكان بالذات . ؟!
كل ما يمكن للعلم أن يدركه هو ˝الكميات˝ و ˝الكيفيات˝ . ولكن لا سبيل إلى إدراك الماهيات .
******
لكن أينشتين كانت له وجهة نظر أخرى .
كان يرى في العالَم وحدة منسجمة .
كان يرى العالَم الكبير بشموسه وأفلاكه، والعالم الصغير بذرّاته وإلكتروناته خاضعًا كله لقانون واحد بسيط .
وكان يرى أن العقل في إمكانه أن يكتشف هذا القانون . وكان يبحث جاهدًا عنه .
وفي سنة 1929 أعلن عن نظرية ˝المجال الموحَد˝ . ثم عاد بعد ذلك ورفضها واستبعدها . وعاود البحث من جديد .
مقال / مبدأ الشـــك .
من كتاب / أينشتين والنسبية
لـلدكتور/ مصطفى محمود (رحمه الله ). ❝
❞ بين الحياة و الموت .. خيط رفيع
حينما دبت الحياة على مسرح الدنيا منذ ملايين السنين .. كان المسرح مختلف كثيراً عن حاله الآن .. كانت الأرض ساخنة و الجو مثقلاً بالبخار .. و لم يكن الأكسجين بهذه الكثرة و إنما كان نادراً .. و كان الغاز المنتشر بكثرة هو الآيدروجين و النوشادر و الميثان و أول أكسيد الكربون .. و كان ومض البرق و قرقعة الرعد و الضوء فوق البنفسجي و الإشعاع الذري و الشحنات الكهربائية العالية لا تنقطع .. و كانت المياه تغمر مساحات واسعة في برك ضحلة .. و لم تكن المياه صافية رائقة يطفو عليها الطحلب الأخضر كمياه الغدران الآن .. و إنما كانت مياهاً عكرة كثيفة كالحساء مليئة بأملاح الفوسفور و الكالسيوم و الصوديوم و البوتاسيوم و الحديد و الكبريت ..
في هذا المسرح الكيميائي النشط .. بدأت الحياة .. و لهذا لا بد لنا أن نتكلم قليلاً في الكيمياء .. و لا بد للقارئ أن يتحمل معنا عناء رحلة في مجاهل عالم الكيمياء .. إذا أراد أن يعرف سر وجوده .
* * *
استطاعت المعامل أن تثبت أن مادة الحياة واحدة تقريباً في كل الكائنات الحية .. و أن الفوارق بين تركيب لحم الحمار و لحم البني آدم و لحم الحشرة .. فوارق طفيفة لا تذكر .. و أن كل المواد التي تتألف منها البنية الحية لا تخرج عن كونها سكريات و نشويات و دهنيات و بروتينات .
و أثبتت المعامل أيضاً أن هذه المواد جميعها هي تعقيدات مختلفة لمادة واحدة و هي الآيدروكربون .. كل المواد الحية مشتقات من مادة هيدروكربونية .. من غاو الميثان .. و هو غاز يتألف من الكربون و الآيدروجين .. فما هو الشيء السحري الذي جعل مادة الكربون بالذات هي المادة المختارة لنشأة الحياة .
السر أن هذه المادة قلقة غير مستقرة .. غير مشبعة .. فيها قابلية لا نهائية للارتباط بعدد لا نهائي من المركبات و المبادلة عليها بذراتها في كل وقت ..
و قد ثبت أن المواد المستقرة التي يسمونها في الكيمياء المواد النبيلة كالذهب و البلاتين و غاز الهيليوم و الأرجون و الكربتون .. كل هذه المواد ظلت مواداً عاطلة خاملة مثل الأمراء الخاملين .. بدأت و انتهت على حالها دون أن تعطي إمكانيات جديدة .. و السبب أن ذراتها مشبعة متوازنة مستقرة لدرجة الموت .. و لهذا لم يدخل أي واحد من هذه العناصر في تركيب الجسم الحي . و إنما اختارت الحياة مادة واحدة بعينها شديدة القلق ناقصة غير مشبعة كثيرة الانفكاك و الارتباط بالمواد حولها لتكون مستقراً لها .. هي مادة الكربون لأنها مستودع لطاقة كيماوية لا نهائية و محل لتفاعلات لا آخر لها ..
إنها هي ذاتها فيها صفات الحياة .. الفاعلية و التحول و التكاثر و التعقد ..
إن مفتاح الحياة هو .. الكربون .. لأنه مادة جائعة غير مشبعة تنقصها أربعة إلكترونات في مدارها الذري لتصل إلى الراحة و التوازن .. و لهذا فهي دائماً تدخل في علاقات و تفاعلات محاولة الوصول إلى هذا التوازن .. و تكون نتيجة هذه التفاعلات متتاليات كيميائية لا حصر لها .. تبدأ من غاو الميثان .. الهيدروكربون .. إلى المواد الكربوهيدراتية كالسكريات و النشويات .. إلى الجلسرين و الدهون .. إلى البروتينات .
كل هذه المتتالية الحية هي تعقيد و اشتقاق من مادة واحدة هي الكربون أو الفحم ..
و قدا قام ميللر بتقليد ظروف الحياة الأولى في المعمل فأحدث تفريغاً كهربائياً في جو خال من الأكسجين و به ميثان و نشادر و بخار ماء .. فكانت النتيجة مجموعة مدهشة من المركبات العضوية تشتمل على الأحماض الآمينية .. و هي نواة البروتينات .
و اختيار الحياة لعنصر الكربون بالذات لتتخذ منه الطوب الذي تبنى به معمارها اختيار فيه حكمة .. لأن الكربون عنصر نشيط .. احتمالاته الكيميائية لا حصر لها .. و قد ثبت بالحساب أن الجزيء الذي يحتوي على عشرين ذرة من الكربون يمكنه أن يعطي مليون صورة لتركيبات جديدة .
إنه عنصر مثل الحياة مفتوح على آفاق لانهائية .. ذرة تزيد و ذرة تنقص في الميثان تؤدي إلى تركيب الكلوروفورم .. الكحول .. النفتالين .. البنزول .. إلخ .. ملايين المواد الممكنة .
و كل مادة عضوية لها تعقيدات .
سكر القصب و سكر الفاكهة و سكر الشعير كلها تعقيدات لسكر العنب البسيط الجلوكوز .
و زيت الزيتون و زيت بذرة القطن و زيت الفول السوداني و زيت السمك و شحم الخنزير و شحم البقر .. كلها تعقيدات للجليسرين و الأحماض الدهنية ..
و مادة الأظافر و مادة الجلد و مادة الشعر و مادة العظم و الغضاريف و العضلات و الأعصاب و الدم و الريش و الأجنحة و قشر الحشرات و زلال البيض و الهرمونات .. كلها تعقيدات و اشتقاقات مختلفة من المادة البروتينية ..
و أنواع البروتينات التي تتألف من 24 حامض آميني يمكنها أن تعطي إمكانيات مثل التي تعطيها حروف الهجاء الـ26 .. يمكنها أن تعطي ألوف الكلمات و ملايين الجمل .. كل جملة تختلف عن الأخرى لأن تحت يدها 24 حرفاً كيميائياً تصنع منها تباديل و توافيق ..
و أهم مادة حية هي البروتين لأن جزيء البروتين ثقيل فيه أكثر من خمسة آلاف ذرة في المتوسط .. متعدد الاحتمالات بدرجة مذهلة .
و ذرات المادة البروتينية لا تعطي فقط إمكانيات متعددة للتوليف الكيماوي .. و لكنها أيضاً في التحامها تصنع أشكالاً متعددة من الالتحام . فهي تكون ملضومة أحياناً على شك مجمعات كروية و أحياناً على شكل سلاسل حلزونية .. و أحياناً على شكل حبال مبرومة كأسلاك التلغراف و في كل مرة تؤدي إلى شكل تركيبي جديد في وظيفته و طعمه و ملمسه مع أن التركيب الواحد في الكل ..
* * *
و السؤال الثاني الذي خطر ببال الكيميائيين هو الماء .. سر الماء ..
لماذا تبدو الحياة كأنها منقوعة كلها في الماء .
لماذا يؤلف الماء معظم النسيج الحي .. و لماذا يدخل كشرط في كل بنية حية ..
لقد تعودنا أن نتعلم في المدارس أن الماء سائل لا طعم له و لا لون و لا رائحة .. و هذه أكذوبة كبرى .. لأن الماء هو أكثر السوائل نشاطاً لأن تركيبه هو الآخر تركيب قلق غير مستقر غير مشبع .
أثبت الفحص الذري للماء أن ذرة الآيدروجين في جزيئه عارية بدون إلكترونات .. و لهذا كانت شديدة الشوق إلى استعارة الكترونات من أي مادة تلامسها .. و هذا سر قدرة الماء على إذابة المواد و التفاعل معها و تحليها إلى إيواناتها .
الماء ليس خاملاً .. و ليس عديم الطعم .. عديم النشاط .
الماء توازنه الكهربائي ناقص .. و لهذا فهو يروي من العطش أن له طعماً حيوياً ..
بدليل أن الماء الثقيل المشبع لا يروي .. و إذا شربت منه صفيحة فإنك لا بد هالك عطشاً .
و الماء له فعل آخر .. إنه يحول مادة البروتين إلى كتل غروية جيلاتينية في حالة تماسك كهربائي لا هو بالتجبن و لا هو بالتخشر .. و بهذا يصنع خامة حية شديدة الحساسية و عدم الثبات و القلق و التغير و التحول .
هذا البحث يثبت لنا في النهاية أن مادة الحياة فيها حياة .. فيها صفات الحياة .. و أن نشأة الحياة من مركبات الكربون و الماء لم تكن مصادفة .. و أن الحياة لو لم تنشأ من الكربون لنشأت من الكربون .. و أن الاحتمال أكبر من أن يكون مجرد خبطة عشوائية .
إنه ضرورة ..
و هذا يجعلنا نسأل .. ما هي المادة ..
و ما حقيقتها
. ❝ ⏤مصطفى محمود
❞ بين الحياة و الموت . خيط رفيع
حينما دبت الحياة على مسرح الدنيا منذ ملايين السنين . كان المسرح مختلف كثيراً عن حاله الآن . كانت الأرض ساخنة و الجو مثقلاً بالبخار . و لم يكن الأكسجين بهذه الكثرة و إنما كان نادراً . و كان الغاز المنتشر بكثرة هو الآيدروجين و النوشادر و الميثان و أول أكسيد الكربون . و كان ومض البرق و قرقعة الرعد و الضوء فوق البنفسجي و الإشعاع الذري و الشحنات الكهربائية العالية لا تنقطع . و كانت المياه تغمر مساحات واسعة في برك ضحلة . و لم تكن المياه صافية رائقة يطفو عليها الطحلب الأخضر كمياه الغدران الآن . و إنما كانت مياهاً عكرة كثيفة كالحساء مليئة بأملاح الفوسفور و الكالسيوم و الصوديوم و البوتاسيوم و الحديد و الكبريت .
في هذا المسرح الكيميائي النشط . بدأت الحياة . و لهذا لا بد لنا أن نتكلم قليلاً في الكيمياء . و لا بد للقارئ أن يتحمل معنا عناء رحلة في مجاهل عالم الكيمياء . إذا أراد أن يعرف سر وجوده .
**
استطاعت المعامل أن تثبت أن مادة الحياة واحدة تقريباً في كل الكائنات الحية . و أن الفوارق بين تركيب لحم الحمار و لحم البني آدم و لحم الحشرة . فوارق طفيفة لا تذكر . و أن كل المواد التي تتألف منها البنية الحية لا تخرج عن كونها سكريات و نشويات و دهنيات و بروتينات .
و أثبتت المعامل أيضاً أن هذه المواد جميعها هي تعقيدات مختلفة لمادة واحدة و هي الآيدروكربون . كل المواد الحية مشتقات من مادة هيدروكربونية . من غاو الميثان . و هو غاز يتألف من الكربون و الآيدروجين . فما هو الشيء السحري الذي جعل مادة الكربون بالذات هي المادة المختارة لنشأة الحياة .
السر أن هذه المادة قلقة غير مستقرة . غير مشبعة . فيها قابلية لا نهائية للارتباط بعدد لا نهائي من المركبات و المبادلة عليها بذراتها في كل وقت .
و قد ثبت أن المواد المستقرة التي يسمونها في الكيمياء المواد النبيلة كالذهب و البلاتين و غاز الهيليوم و الأرجون و الكربتون . كل هذه المواد ظلت مواداً عاطلة خاملة مثل الأمراء الخاملين . بدأت و انتهت على حالها دون أن تعطي إمكانيات جديدة . و السبب أن ذراتها مشبعة متوازنة مستقرة لدرجة الموت . و لهذا لم يدخل أي واحد من هذه العناصر في تركيب الجسم الحي . و إنما اختارت الحياة مادة واحدة بعينها شديدة القلق ناقصة غير مشبعة كثيرة الانفكاك و الارتباط بالمواد حولها لتكون مستقراً لها . هي مادة الكربون لأنها مستودع لطاقة كيماوية لا نهائية و محل لتفاعلات لا آخر لها .
إنها هي ذاتها فيها صفات الحياة . الفاعلية و التحول و التكاثر و التعقد .
إن مفتاح الحياة هو . الكربون . لأنه مادة جائعة غير مشبعة تنقصها أربعة إلكترونات في مدارها الذري لتصل إلى الراحة و التوازن . و لهذا فهي دائماً تدخل في علاقات و تفاعلات محاولة الوصول إلى هذا التوازن . و تكون نتيجة هذه التفاعلات متتاليات كيميائية لا حصر لها . تبدأ من غاو الميثان . الهيدروكربون . إلى المواد الكربوهيدراتية كالسكريات و النشويات . إلى الجلسرين و الدهون . إلى البروتينات .
كل هذه المتتالية الحية هي تعقيد و اشتقاق من مادة واحدة هي الكربون أو الفحم .
و قدا قام ميللر بتقليد ظروف الحياة الأولى في المعمل فأحدث تفريغاً كهربائياً في جو خال من الأكسجين و به ميثان و نشادر و بخار ماء . فكانت النتيجة مجموعة مدهشة من المركبات العضوية تشتمل على الأحماض الآمينية . و هي نواة البروتينات .
و اختيار الحياة لعنصر الكربون بالذات لتتخذ منه الطوب الذي تبنى به معمارها اختيار فيه حكمة . لأن الكربون عنصر نشيط . احتمالاته الكيميائية لا حصر لها . و قد ثبت بالحساب أن الجزيء الذي يحتوي على عشرين ذرة من الكربون يمكنه أن يعطي مليون صورة لتركيبات جديدة .
إنه عنصر مثل الحياة مفتوح على آفاق لانهائية . ذرة تزيد و ذرة تنقص في الميثان تؤدي إلى تركيب الكلوروفورم . الكحول . النفتالين . البنزول . إلخ . ملايين المواد الممكنة .
و كل مادة عضوية لها تعقيدات .
سكر القصب و سكر الفاكهة و سكر الشعير كلها تعقيدات لسكر العنب البسيط الجلوكوز .
و زيت الزيتون و زيت بذرة القطن و زيت الفول السوداني و زيت السمك و شحم الخنزير و شحم البقر . كلها تعقيدات للجليسرين و الأحماض الدهنية .
و مادة الأظافر و مادة الجلد و مادة الشعر و مادة العظم و الغضاريف و العضلات و الأعصاب و الدم و الريش و الأجنحة و قشر الحشرات و زلال البيض و الهرمونات . كلها تعقيدات و اشتقاقات مختلفة من المادة البروتينية .
و أنواع البروتينات التي تتألف من 24 حامض آميني يمكنها أن تعطي إمكانيات مثل التي تعطيها حروف الهجاء الـ26 . يمكنها أن تعطي ألوف الكلمات و ملايين الجمل . كل جملة تختلف عن الأخرى لأن تحت يدها 24 حرفاً كيميائياً تصنع منها تباديل و توافيق .
و أهم مادة حية هي البروتين لأن جزيء البروتين ثقيل فيه أكثر من خمسة آلاف ذرة في المتوسط . متعدد الاحتمالات بدرجة مذهلة .
و ذرات المادة البروتينية لا تعطي فقط إمكانيات متعددة للتوليف الكيماوي . و لكنها أيضاً في التحامها تصنع أشكالاً متعددة من الالتحام . فهي تكون ملضومة أحياناً على شك مجمعات كروية و أحياناً على شكل سلاسل حلزونية . و أحياناً على شكل حبال مبرومة كأسلاك التلغراف و في كل مرة تؤدي إلى شكل تركيبي جديد في وظيفته و طعمه و ملمسه مع أن التركيب الواحد في الكل .
**
و السؤال الثاني الذي خطر ببال الكيميائيين هو الماء . سر الماء .
لماذا تبدو الحياة كأنها منقوعة كلها في الماء .
لماذا يؤلف الماء معظم النسيج الحي . و لماذا يدخل كشرط في كل بنية حية .
لقد تعودنا أن نتعلم في المدارس أن الماء سائل لا طعم له و لا لون و لا رائحة . و هذه أكذوبة كبرى . لأن الماء هو أكثر السوائل نشاطاً لأن تركيبه هو الآخر تركيب قلق غير مستقر غير مشبع .
أثبت الفحص الذري للماء أن ذرة الآيدروجين في جزيئه عارية بدون إلكترونات . و لهذا كانت شديدة الشوق إلى استعارة الكترونات من أي مادة تلامسها . و هذا سر قدرة الماء على إذابة المواد و التفاعل معها و تحليها إلى إيواناتها .
الماء ليس خاملاً . و ليس عديم الطعم . عديم النشاط .
الماء توازنه الكهربائي ناقص . و لهذا فهو يروي من العطش أن له طعماً حيوياً .
بدليل أن الماء الثقيل المشبع لا يروي . و إذا شربت منه صفيحة فإنك لا بد هالك عطشاً .
و الماء له فعل آخر . إنه يحول مادة البروتين إلى كتل غروية جيلاتينية في حالة تماسك كهربائي لا هو بالتجبن و لا هو بالتخشر . و بهذا يصنع خامة حية شديدة الحساسية و عدم الثبات و القلق و التغير و التحول .
هذا البحث يثبت لنا في النهاية أن مادة الحياة فيها حياة . فيها صفات الحياة . و أن نشأة الحياة من مركبات الكربون و الماء لم تكن مصادفة . و أن الحياة لو لم تنشأ من الكربون لنشأت من الكربون . و أن الاحتمال أكبر من أن يكون مجرد خبطة عشوائية .
إنه ضرورة .
و هذا يجعلنا نسأل . ما هي المادة .
و ما حقيقتها. ❝