بعد الإحتفال بمرور قرن على " نظرية النسبية " في عام 2005،
إقرار عام 2023-2024 عام للفيزياء
ياسين فرحاتي - كاتب من تونس
الفيزياء و كانت تسمى أيضا " فلسفة الطبيعة " هي أحد العلوم الصحيحة و تعتمد بشكل أساسي و رئيسي على الرياضيات لفهمها. يرى عالم الفيزياء النظرية المميز ريتشارد فاينمان أن الفيزياء تنقسم إلى قسمين : الفيزياء النظرية و الفيزياء التجريبية. تدرس الظواهر الطبيعية كالضوء و الزلازل و حالة الطقس مثلا باعتماد النمذجة و يتم التعبير عنها بلغة رياضية في شكل معادلات و قوانين غاية في التعقيد و الغموض في بعض الأحيان.
و تعد الفيزياء أقرب العلوم إلى الرياضيات و تتكامل معها. و عندما تتعطل الرياضيات تتقدم الفيزياء و العكس بالعكس صحيح.
ترتكز الفيزياء على أربعة مبادىء رئيسية معروفة لدى عامة الفيزيائيين و هي :
السببية، و الحتمية، النسبية، و الاحتمال. و سنتبين بين أسطر و ثنايا هذه المقالة العلمية أين تطبق بعض هذه المبادىء.
قبل أن تنفصل الفلسفة عن العلوم كان الفلاسفة باحثين في الطبيعة. مرت حركة تفهم الكون بثلث مراحل : و أولها من عهد اليونان حتى نهاية القرون الوسطى و أوائل العصور الحديثة، و تمتد الثانية من القرن السابع عشر حتى الربع الأخير من القرن التاسع عشر، و تمتد الثالثة من حوالي 1875 حتى وقتنا الحاضر ( عن كتاب فلسفة العلوم، تاريخ الفيزياء ، محمد عبد الرحمان مرحبا، انشتاين-دار النشر للجامعيين - الطبعة الثانية . ص 69-70-71.)
روت بعض المصادر الفلسفية ( كتاب أفلاطون و الديالكتيكية للفيلسوف فتحي التريكي)، أن الحكيم سقراط كانت له بعض الاهتمامات بما يسمى الفيزيس phycis ثم جاء الفيلسوف الموسوعي ارسطو تلميذ أفلاطون الذي هو بدوره تلميذ سقراط بفيزياء " أنتروبومورفية " لأنها تشبة الطبيعة بالإنسان. فكما أن صانع الخزف يحتاج إلى علل أربع إذا ما أراد أن يصنع اناء : العلم المادية أو الطين، العلة الصورية، أو شكل البناء العلة الغائية أو الغاية التي صنع من أجلها الاناء أو العلة الفاعلة أو صانع الخزف نفسه فذلك الأمر بالنسبة للطبيعة التي تستعمل الماء فتعطينا المطر و الأنهار و البحار و تستعمل الطين فتعطينا الجبال و السهول و التلال ...و أهم علة بالنسبة لأرسطو هي العلة الغائية فهي لا تفسر حركة الإنسان و الكائن الحي بصفة عامة فقط بل أيضا حركة الجماد : فكما أن الإنسان يعود إلى بيته بعد خروجه منه فذلك الأمر بالنسبة للحجارة التي نرمي بها إلى الفوق فتعود إلى مكانها الأصلي و هو الأرض أو كالدخان الذي يرتفع في السماء و يقول أرسطو : " أن كل شيء يحن إلى مكانه الطبيعي " . فهي إذن فيزياء كيفية لأنها تميز في الطبيعة بين عناصر أربعة ( النار و الهواء، و الماء و التراب ) و تسمى بالعناصر الهيولية تختلف من حيث سموها و خستها. كما أنها تفضل الحركات الدائرية على غيرها من الحركات و ما هو فوق على ما هو تحت و ما هو على يمين على ما هو على اليسار.
موجز القول أن فيزياء أرسطو تعد امتدادا للموقف الطبيعي للإنسان من الأشياء و حقيقة منطقية مطابقة للواقع المحسوس ( ماهي الابستيمولوجيا ). و الهندسة الاقليدية أيضا تتماشى مع منطق أرسطو لأنها لا تتضارب مع ما تنقله لنا حواسنا من انطباعات و معلومات عن الكون ( ما هي الابستيمولوجيا).
سادت فيزياء أرسطو حتى القرن السادس عشر و لقيت أصداء واسعة لدى الكنيسة و رجال الدين في أوروبا، إلى أن بزغت فيزياء مبنية على التجربة و الممارسة العلمية الدقيقة على يد العالم الإيطالي العظيم غاليلي حيث دحض أفكار أرسطو رغم أهميتها و أعطى إنطلاقة حقيقية لهذا العلم، فقام بعدة تجارب و اختراعات كبيرة مثل التلسكوب و النواس و درس حركة المقذوفات و عرف بمبدأ " نسبية غاليلي " .
بالنسبة للسير إسحاق نيوتن شأنه شأن فيزياء غاليليو فهي أول ثورة أيضا ضد الأرسطية و يعود الفضل للأول في اكتشاف قانون الجاذبية الذي يفسر حركة الكواكب. و قد قال نيوتن : " إن الزمن الرياضي الحق، منظور إليه في ذاته، و مجرد بفضل طبيعته الخاصة... و المكان المطلق- من جهة أخرى- مستقل عن أي ارتباط بالأشياء الخارجية، يظل سرمديا لا حرك به أبد الآبدين و دهر الطاهرين " ( ماهي الابستيمولوجيا)
أما فيزياء أينشتاين فتعتبر ثورة في تاريخ العلم و ضد الأرسطية و الغاليلية و النيوتونية . فيزياء غاليلي و نيوتن ترتكز على ثلاثة مفاهيم : المكان و الزمان و الكتلة. لكن مع أنشتاين تبين أن الكتلة ليست في الحقيقة إلا طاقة مركزة : بما أن الكتلة تزداد بازدياد حركة الجسم و بما أن الحركة هي أيضا نوع من انواع الطاقة ( و هي الطاقة الحركية ) فالكتلة المتزايدة هي أيضا الطاقة المتزايدة. و قد توصل أينشتاين إلى أن الكتلة تساوي الطاقة مقسومة على مربع سرعة الضوء . و قد ساهمت معادلة : الطاقة = الكتلة × سرعة الضوء قوة 2 بقسط وافر في تحقيق القنبلة الذرية.
و كما اتضح معه أيضا أن الزمان نسبي و أنه يتمدد كلما اقتربت السرعة من سرعة الضوء. كما تحدث عن السفر عبر الزمن. و معه عرفنا أيضا أن المكان نسبي و يتقلص كلما ازدادت سرعة الضوء. فالمتر مثلا اذا اقتربت سرعته من سرعة الضوء يتخلص إلى نصفه تقريبا.
بالنسبة لانشتاين الزمان و المكان غير منفصلين لأنها يكونون متصل الزمكان ( المكان بأبعاده الثلاث و الزمان هو البعد الرابع ) و تندرج فيزياء في إطار الهنديات اللااقليدية لريمان ( و لوباتشفسكي ) التي تدرس المقررات و المحدبات ( ماهي الابستيمولوجيا ).
و مما يعرفه البعض من المختصين في الفيزياء و الرياضيات فإن هنري بوانكاري كان على وشك اكتشاف النسبية لولا تردده !
في استعراضنا لمسيرة الفيزياء من أرسطو مرورا بغاليلي و نيوتن وصولا إلى أنشتاين لا يمكن أن ننسى عمالقة آخرين بنيت على أكتافهم الفيزياء لبنة لبنة مثل كوبرنيك و كبلر و بلانك مؤسس نظرية ميكانيكا الكم و آخرين على غرار بور و هايزنبرغ و ديراك و شرودنغر و عالم الكونيات هوكنغ.
انطلاقا من شهر أكتوبر، ستنطلق سنة الفيزياء حسب ما أشار إلى ذلك موقع Futura-Science المعروف جدا و من خلال اطلاعي على موقع المركز الوطني للبحث العلمي بفرنسا CNRS فإنه من المتوقع أن تبرمج محاضرات و لقاءات علمية و زيارات ميدانية لمخابر البحث في الفيزياء يقوم بها أساتذة المادة. و على علاقة بالاستراحة الوطنية في إطار عملية الإصلاح المعلن عنه لمنظومة التربية و التعليم في تونس ، يجدر و يحق لنا أن نستكشف إمكاناتنا و مكتسباتنا في مجال الفيزياء، حيث يستوجب تدريس هذه المادة معدات و مخابر ضخمة و من أعلى طراز و أجهزة قياس دقيقة و حواسيب بسرعة فائقة جدا بغاية النمذجة الرقمية و نحن في عصر الحوسبة الكمومية في عملية مزج بين ميكانيكا الكم و الإعلامية. تزخرف بلادنا بكفاءات علمية كبيرة في الفيزياء ممن أسسوا الجامعة التونسية و كثير منهم درسني و أستحضر في ذاكرتي أسماء البشير الدقي و المناعي و عدنان الزمرلي و زهير الفخفاخ و عبد الوهاب شيخ روحو و محمد الهادي بن غزلان و الباحثة الشابة في أمريكا لينا نصيب و غيرهم.
من المعلوم أن الفيزياء علم يعتمد على التجربة للتأكد من الفرضيات و النتائج النظرية مثلما حصل مع نظرية النسبية التي لم تقبل لدى أغلبية المجتمع العلمي في بدايتها و بدت غريبة من ذلك أن ألبرت لم يحصل على جائزة نوبل في الفيزياء ليس بفضل نظرية النسبية المكتشفة في عام 2005، بل بفضل ظاهرة التأثير الفوتوضوئي القائم على التجربة حتى أن ستيفن و هو عالم كبير جدا لم يحصل على الجائزة لعدم تمكنه من إجراء التجارب بسبب مرضه حسبما يقال.
إن الفيزياء مجموعة من النظريات العقلية النسبية التقريبية و هي مخلوقات حرة للعقل الإنساني ( كتاب تطور الأفكار في الفيزياء، مقال علاقة النظريات العلمية بالواقع المحسوس لأنشتاين و ليوبولد إنفلد ) . و ربطا مع الوضع الحالي لهذا العلم في بلادنا، أرى أننا نفتقد إلى المخابر البحثية الكبيرة و المجهزة كما ينبغي بسبب نقص الموارد المالية. إن الفيزيائيين يمكن أن يعملوا جنبا إلى جنبا مع المهندسين و تعتبر ميكانيكا الكم نظرية عصية عن الفهم خصوصا مبدأ الإرتياب لهايزنبرغ فقد أحدث ثورة تكنولوجية مذهلة من الترانزستور إلى الهاتف الخلوي. و من الممكن أن تدرس بعض الأشياء من هذه النظرية للأطفال أي تلامذة المدارس الإبتدائية خصوصا ما يتعلق بالذرة و مكوناتها.
يؤكد كل من الفيلسوف الأنجليزي فرانسيس بيكون و الفيلسوف الأمريكي و المتخصص في المناهج التربوية جون ديوي على ضرورة إيلاء التجربة كل العناية و الاهتمام لدى عامة التلاميذ و الطلبة حتى يكتسبوا الخبرة اللازمة و الكافية طوال مسارها الدراسي.
أملي أن يتم إقبال التلاميذ و الطلبة على الفيزياء بوتيرة أكبر و أن يزول الخوف منها و تنتج جامعاتنا مبدعين و علماء في هذا الميدان لأننا لم نفز كعرب إلى يومنا هذا بأول نوبل في الفيزياء الجائزة الوحيدة العربية هي في الكيمياء من نصيب احمد زويل رحمه الله تعالى.
ياسين فرحاتي - كاتب من تونس
الفيزياء و كانت تسمى أيضا " فلسفة الطبيعة " هي أحد العلوم الصحيحة و تعتمد بشكل أساسي و رئيسي على الرياضيات لفهمها. يرى عالم الفيزياء النظرية المميز ريتشارد فاينمان أن الفيزياء تنقسم إلى قسمين : الفيزياء النظرية و الفيزياء التجريبية. تدرس الظواهر الطبيعية كالضوء و الزلازل و حالة الطقس مثلا باعتماد النمذجة و يتم التعبير عنها بلغة رياضية في شكل معادلات و قوانين غاية في التعقيد و الغموض في بعض الأحيان.
و تعد الفيزياء أقرب العلوم إلى الرياضيات و تتكامل معها. و عندما تتعطل الرياضيات تتقدم الفيزياء و العكس بالعكس صحيح.
ترتكز الفيزياء على أربعة مبادىء رئيسية معروفة لدى عامة الفيزيائيين و هي :
السببية، و الحتمية، النسبية، و الاحتمال. و سنتبين بين أسطر و ثنايا هذه المقالة العلمية أين تطبق بعض هذه المبادىء.
قبل أن تنفصل الفلسفة عن العلوم كان الفلاسفة باحثين في الطبيعة. مرت حركة تفهم الكون بثلث مراحل : و أولها من عهد اليونان حتى نهاية القرون الوسطى و أوائل العصور الحديثة، و تمتد الثانية من القرن السابع عشر حتى الربع الأخير من القرن التاسع عشر، و تمتد الثالثة من حوالي 1875 حتى وقتنا الحاضر ( عن كتاب فلسفة العلوم، تاريخ الفيزياء ، محمد عبد الرحمان مرحبا، انشتاين-دار النشر للجامعيين - الطبعة الثانية . ص 69-70-71.)
روت بعض المصادر الفلسفية ( كتاب أفلاطون و الديالكتيكية للفيلسوف فتحي التريكي)، أن الحكيم سقراط كانت له بعض الاهتمامات بما يسمى الفيزيس phycis ثم جاء الفيلسوف الموسوعي ارسطو تلميذ أفلاطون الذي هو بدوره تلميذ سقراط بفيزياء " أنتروبومورفية " لأنها تشبة الطبيعة بالإنسان. فكما أن صانع الخزف يحتاج إلى علل أربع إذا ما أراد أن يصنع اناء : العلم المادية أو الطين، العلة الصورية، أو شكل البناء العلة الغائية أو الغاية التي صنع من أجلها الاناء أو العلة الفاعلة أو صانع الخزف نفسه فذلك الأمر بالنسبة للطبيعة التي تستعمل الماء فتعطينا المطر و الأنهار و البحار و تستعمل الطين فتعطينا الجبال و السهول و التلال ...و أهم علة بالنسبة لأرسطو هي العلة الغائية فهي لا تفسر حركة الإنسان و الكائن الحي بصفة عامة فقط بل أيضا حركة الجماد : فكما أن الإنسان يعود إلى بيته بعد خروجه منه فذلك الأمر بالنسبة للحجارة التي نرمي بها إلى الفوق فتعود إلى مكانها الأصلي و هو الأرض أو كالدخان الذي يرتفع في السماء و يقول أرسطو : " أن كل شيء يحن إلى مكانه الطبيعي " . فهي إذن فيزياء كيفية لأنها تميز في الطبيعة بين عناصر أربعة ( النار و الهواء، و الماء و التراب ) و تسمى بالعناصر الهيولية تختلف من حيث سموها و خستها. كما أنها تفضل الحركات الدائرية على غيرها من الحركات و ما هو فوق على ما هو تحت و ما هو على يمين على ما هو على اليسار.
موجز القول أن فيزياء أرسطو تعد امتدادا للموقف الطبيعي للإنسان من الأشياء و حقيقة منطقية مطابقة للواقع المحسوس ( ماهي الابستيمولوجيا ). و الهندسة الاقليدية أيضا تتماشى مع منطق أرسطو لأنها لا تتضارب مع ما تنقله لنا حواسنا من انطباعات و معلومات عن الكون ( ما هي الابستيمولوجيا).
سادت فيزياء أرسطو حتى القرن السادس عشر و لقيت أصداء واسعة لدى الكنيسة و رجال الدين في أوروبا، إلى أن بزغت فيزياء مبنية على التجربة و الممارسة العلمية الدقيقة على يد العالم الإيطالي العظيم غاليلي حيث دحض أفكار أرسطو رغم أهميتها و أعطى إنطلاقة حقيقية لهذا العلم، فقام بعدة تجارب و اختراعات كبيرة مثل التلسكوب و النواس و درس حركة المقذوفات و عرف بمبدأ " نسبية غاليلي " .
بالنسبة للسير إسحاق نيوتن شأنه شأن فيزياء غاليليو فهي أول ثورة أيضا ضد الأرسطية و يعود الفضل للأول في اكتشاف قانون الجاذبية الذي يفسر حركة الكواكب. و قد قال نيوتن : " إن الزمن الرياضي الحق، منظور إليه في ذاته، و مجرد بفضل طبيعته الخاصة... و المكان المطلق- من جهة أخرى- مستقل عن أي ارتباط بالأشياء الخارجية، يظل سرمديا لا حرك به أبد الآبدين و دهر الطاهرين " ( ماهي الابستيمولوجيا)
أما فيزياء أينشتاين فتعتبر ثورة في تاريخ العلم و ضد الأرسطية و الغاليلية و النيوتونية . فيزياء غاليلي و نيوتن ترتكز على ثلاثة مفاهيم : المكان و الزمان و الكتلة. لكن مع أنشتاين تبين أن الكتلة ليست في الحقيقة إلا طاقة مركزة : بما أن الكتلة تزداد بازدياد حركة الجسم و بما أن الحركة هي أيضا نوع من انواع الطاقة ( و هي الطاقة الحركية ) فالكتلة المتزايدة هي أيضا الطاقة المتزايدة. و قد توصل أينشتاين إلى أن الكتلة تساوي الطاقة مقسومة على مربع سرعة الضوء . و قد ساهمت معادلة : الطاقة = الكتلة × سرعة الضوء قوة 2 بقسط وافر في تحقيق القنبلة الذرية.
و كما اتضح معه أيضا أن الزمان نسبي و أنه يتمدد كلما اقتربت السرعة من سرعة الضوء. كما تحدث عن السفر عبر الزمن. و معه عرفنا أيضا أن المكان نسبي و يتقلص كلما ازدادت سرعة الضوء. فالمتر مثلا اذا اقتربت سرعته من سرعة الضوء يتخلص إلى نصفه تقريبا.
بالنسبة لانشتاين الزمان و المكان غير منفصلين لأنها يكونون متصل الزمكان ( المكان بأبعاده الثلاث و الزمان هو البعد الرابع ) و تندرج فيزياء في إطار الهنديات اللااقليدية لريمان ( و لوباتشفسكي ) التي تدرس المقررات و المحدبات ( ماهي الابستيمولوجيا ).
و مما يعرفه البعض من المختصين في الفيزياء و الرياضيات فإن هنري بوانكاري كان على وشك اكتشاف النسبية لولا تردده !
في استعراضنا لمسيرة الفيزياء من أرسطو مرورا بغاليلي و نيوتن وصولا إلى أنشتاين لا يمكن أن ننسى عمالقة آخرين بنيت على أكتافهم الفيزياء لبنة لبنة مثل كوبرنيك و كبلر و بلانك مؤسس نظرية ميكانيكا الكم و آخرين على غرار بور و هايزنبرغ و ديراك و شرودنغر و عالم الكونيات هوكنغ.
انطلاقا من شهر أكتوبر، ستنطلق سنة الفيزياء حسب ما أشار إلى ذلك موقع Futura-Science المعروف جدا و من خلال اطلاعي على موقع المركز الوطني للبحث العلمي بفرنسا CNRS فإنه من المتوقع أن تبرمج محاضرات و لقاءات علمية و زيارات ميدانية لمخابر البحث في الفيزياء يقوم بها أساتذة المادة. و على علاقة بالاستراحة الوطنية في إطار عملية الإصلاح المعلن عنه لمنظومة التربية و التعليم في تونس ، يجدر و يحق لنا أن نستكشف إمكاناتنا و مكتسباتنا في مجال الفيزياء، حيث يستوجب تدريس هذه المادة معدات و مخابر ضخمة و من أعلى طراز و أجهزة قياس دقيقة و حواسيب بسرعة فائقة جدا بغاية النمذجة الرقمية و نحن في عصر الحوسبة الكمومية في عملية مزج بين ميكانيكا الكم و الإعلامية. تزخرف بلادنا بكفاءات علمية كبيرة في الفيزياء ممن أسسوا الجامعة التونسية و كثير منهم درسني و أستحضر في ذاكرتي أسماء البشير الدقي و المناعي و عدنان الزمرلي و زهير الفخفاخ و عبد الوهاب شيخ روحو و محمد الهادي بن غزلان و الباحثة الشابة في أمريكا لينا نصيب و غيرهم.
من المعلوم أن الفيزياء علم يعتمد على التجربة للتأكد من الفرضيات و النتائج النظرية مثلما حصل مع نظرية النسبية التي لم تقبل لدى أغلبية المجتمع العلمي في بدايتها و بدت غريبة من ذلك أن ألبرت لم يحصل على جائزة نوبل في الفيزياء ليس بفضل نظرية النسبية المكتشفة في عام 2005، بل بفضل ظاهرة التأثير الفوتوضوئي القائم على التجربة حتى أن ستيفن و هو عالم كبير جدا لم يحصل على الجائزة لعدم تمكنه من إجراء التجارب بسبب مرضه حسبما يقال.
إن الفيزياء مجموعة من النظريات العقلية النسبية التقريبية و هي مخلوقات حرة للعقل الإنساني ( كتاب تطور الأفكار في الفيزياء، مقال علاقة النظريات العلمية بالواقع المحسوس لأنشتاين و ليوبولد إنفلد ) . و ربطا مع الوضع الحالي لهذا العلم في بلادنا، أرى أننا نفتقد إلى المخابر البحثية الكبيرة و المجهزة كما ينبغي بسبب نقص الموارد المالية. إن الفيزيائيين يمكن أن يعملوا جنبا إلى جنبا مع المهندسين و تعتبر ميكانيكا الكم نظرية عصية عن الفهم خصوصا مبدأ الإرتياب لهايزنبرغ فقد أحدث ثورة تكنولوجية مذهلة من الترانزستور إلى الهاتف الخلوي. و من الممكن أن تدرس بعض الأشياء من هذه النظرية للأطفال أي تلامذة المدارس الإبتدائية خصوصا ما يتعلق بالذرة و مكوناتها.
يؤكد كل من الفيلسوف الأنجليزي فرانسيس بيكون و الفيلسوف الأمريكي و المتخصص في المناهج التربوية جون ديوي على ضرورة إيلاء التجربة كل العناية و الاهتمام لدى عامة التلاميذ و الطلبة حتى يكتسبوا الخبرة اللازمة و الكافية طوال مسارها الدراسي.
أملي أن يتم إقبال التلاميذ و الطلبة على الفيزياء بوتيرة أكبر و أن يزول الخوف منها و تنتج جامعاتنا مبدعين و علماء في هذا الميدان لأننا لم نفز كعرب إلى يومنا هذا بأول نوبل في الفيزياء الجائزة الوحيدة العربية هي في الكيمياء من نصيب احمد زويل رحمه الله تعالى.
كاتب المقال
إرسال تعليق