أخبار عامة - وكالة أنباء المرأة - اخبار الأدب والفن - وكالة أنباء اليسار - وكالة أنباء العلمانية - وكالة أنباء العمال - وكالة أنباء حقوق الإنسان - اخبار الرياضة - اخبار الاقتصاد - اخبار الطب والعلوم
إذا لديكم مشاكل تقنية في تصفح الحوار المتمدن نرجو النقر هنا لاستخدام الموقع البديل

الصفحة الرئيسية - الطب , والعلوم - رضى حليم - االدلالة التاريخية والإبيستيمولوجية للتوحيد بين القوى الطبيعية: نحو النظرية الفائقة















المزيد.....

االدلالة التاريخية والإبيستيمولوجية للتوحيد بين القوى الطبيعية: نحو النظرية الفائقة


رضى حليم
باحث وصحفي مغربي

(Rida Halim)


الحوار المتمدن-العدد: 6293 - 2019 / 7 / 17 - 22:32
المحور: الطب , والعلوم
    


أصبح أهم مطمح الفيزياء المعاصرة اليوم هو إيجاد نظرية شاملة تصبح معها القوى الأربعة (الجاذبية والكهرومغناطيسية والقوة النووية القوية والقوة النووية الضعيفة) تعبّر عن قوة واحدة، يصطلح على تسميتها بالنظرية الفائقة. وغدت نظرية التوحيد اليوم الفكرة المسيطرة على الفيزياء النظرية. وتواجه هذا المشروع مشكلات عديدة، أهمها وجود نظريتين كبيرتين تسودان الفيزياء، هما النسبية ونظرية الكوانطوم. ويأمل العلماء في التوصل إلى هذا التوحيد بفضل مجموعة من التناظرات الرياضية، التي يطلق عليها اسم التناظر المعياري. ولقد كانت القوتان الضعيفة والكهرومغناطيسية أول قوتان تقعان في شرط التناظر المعياري لتصبحا قوة وحيدة اسمها القوة الكهروضعيفة.
في البداية، استطاع ماكسويل بوضع نظريته الكهرومغناطيسية أن يتجاوز جل المبادرات الهامة لدراسة الكهرباء والمغناطيسية في العصر الحديث، التي توالت خلال النصف الأول من القرن الثامن عشر، وكذا الأبحاث الهامة التي أدت إلى صياغة قوانين الكهرباء والمغناطيسية لدى أبرز العلماء المحدثين كـكولومب وفراداي وأورشتيد وأمبير. وقد أبرزت هذه الأبحاث الفيزيائية الأولى قبل ماكسويل أن الظواهر الكهربائية والمغناطيسية تشمل عددا كبيرا من الظواهر في الطبيعة، وتمت صياغة القوانين الأساسية التي تفسر بنية وخصائص هذه الظواهر الطبيعية المتنوعة والتلميح إلى إمكانية وجود رابطة توحِّد بينها. لكن الأبحاث التي سبقت ماكسويل لم تشكّل نظرية فيزيائية موحدة وشاملة لظواهر الكهرباء والمغناطيس.
بدأت تظهر أولى ملامح هذه النظرية الفيزيائية الجديدة من خلال اكتشاف خصائص وبنية مجموعة من الظواهر الطبيعية المعقدة وتفسيرها، ولعل أبرزها اكتشافه أن الضوء عبارة عن مجال كهربائي ومجال مغناطيسي ينتشران في آن واحد، وأنه من الممكن إحداث مجالات كهرطيسية تنتشر بسرعة الضوء. وعلى أساس ما تنم عنه هذه الرؤية التي تؤطر نظرته للظواهر الكهرومغناطيسية، أسس ماكسويل فرعا جديدا من فروع الفيزياء الكلاسيكية والمعروف باسم الكهرطيسية، يوحد بين ثلاث قوى طبيعية معقدة هي الضوء والمغناطيسية والكهرباء.
أيد هذه النظرية تجريبيا اكتشاف العالم الألماني هيرتز سنة 1888م الأمواج الهيرتيزية، وهي أمواج تتوفر على خصائص مماثلة لخصائص الكهرباء وتنتشر بسرعة الضوء، ولا تختلف عن الموجات الضوئية إلا بكونها أطول منها. ومن هنا أصبحت النظرية الموجية وحدها المقبولة علميا في الفيزياء في دراسة ظواهر الإشعاع، وباتت تتوفر على معادلات وقوانين دقيقة ومتناسقة، الشيء الذي ولد في نفوس العلماء انطباعا حّملهم على الاعتقاد أن جميع الظواهر الطبيعية الممكن اكتشافها مستقبلا لا بد أن تقبل التفسير بالنظرية الموجية، في شكلها الجديد. وكان هذا هو الرأي السائد طول العقود الأخيرة من القرن التاسع عشر، وتعززت ثقة العلماء بأنفسهم واعتبر كثير منهم أن العلم الفيزيائي الذي يمتد على مدى مسيرة غنية من النجاحات منذ نيوتن حتى ماكسويل اكتمل ووصل إلى أقصى درجات الكمال والنضج. وعبر عدد من العلماء عن هذا الشعور بالزهو، بحيث أكد بعض الفيزيائيين بثقة أن هاذين العالمين قد أجابا عن جميع أسئلة الكون الكبرى، وأن المسائل التي لم تحل بعد هي مسائل جزئية تتعلق بتفاصيل سرعان ما سيتم فك مغاليقها وستجد حلها في مستقبل الأيام في إطار النظريات القائمة.
في نهاية القرن التاسع عشر أعلن عدد من العلماء، ويُذكر منهم اللورد كِلفَن (وليام طومسون)، أن العلم قد اقترب من نهايته وأشرف على الاكتمال. فقد تم حلّ جميع مشاكل الفيزيائية الأساسية، ولم يبق أمام العلماء إلا البحث عن حلول للتفاصيل والجزئيات، أما إعادة النظر في الأسس النظرية للعلم فهو أمر مستبعد. لكن هؤلاء الذين كانوا يبشرون باكتمال الصرح العلمي ذكروا ضمن المسائل العالقة مسألتين اعتبروهما نقطتان ثانويتان تشكلان استثناءا، وهما: (أ) تفسير نتيجة تجربة مايكلسون ومورلي و(ب) توضيح سلوك الإشعاعات. ومن هذين الاستثنائيين بالضبط ستنطلق ثورتان علميتان جذريتان: نظرية النسبية ونظرية الكوانطوم.
في بداية القرن العشرين تغير مجرى التاريخ العلمي وبدأت تتزعزع الفيزياء الكلاسيكية التي شُيِّد بنائها من عهد غاليلي إلى عصر ماكسويل. فقد شهدت بداية سنة 1900 بداية ثورة جديدة في مجال الفيزياء هزت المفاهيم والأسس التي بنى عليه الفيزيائيون عملهم الكلاسيكي وهي نظرية الكوانطوم، وخمس سنوات بعد ذلك ستكون مسألة الأثير منطلقا لنظرية النسبية لأينشتاين، هذه النظرية التي كسرت الإطار العام للفيزياء النيوتونية.
فتقعيد النظرية الكهرومغناطيسية، على شكل أربعة معادلات جزئية تفاضلية تصف سلوك وتغيرات المجالين الكهربائي والمغناطيسي مع المادة، وتحولاتهما إلى أشكال أخرى من الطاقة، أصبحت حجر ارتكاز لجميع التقنيات الكهربائية والمغناطيسية للقرن العشرين. كما أن اينشتاين نفسه اعتمد على هذه النظرية عندما بدأ العمل على نظرية النسبية. والأهم من ذلك أن فلسفة البحث التي أرشدت ماكسويل والتي هدفت إلى توحيد الكهرباء والمغناطيسية والضوء أشعلت شرارة ظاهرة توحيد القوى الأساسية في الطبيعة في نظرية فيزيائية واحدة تعرف في الفيزياء المعاصرة بمسميات مختلفة مثل: (نظرية الحقل الموحد والنظرية الأساسية أو نظرية كل شيء).
لقد كان للتوجه نحو توحيد قوى الطبيعة في نظرية واحدة وتفسير مختلف الظواهر وفقا لها، دلالة قوية في الفلسفة الطبيعية القديمة وفي الفيزياء الحديثة، منذ عهد نيوتن على الأقل. رصد نيوتن الأجرام السماوية وراقب سلوك الأجسام المتحركة على سطح الأرض واستنتج أن القوة التي تتسبب في سقوط الأجسام على سطح الأرض وفي حركة الكواكب حول الشمس هي قوة كونية واحدة، فحسب قانون الجاذبية فإن قوة الجذب بين جسمين تعتمد بشكل مبسط على المسافة التي تفصل بينهما، وتصبح هذه القوة أصغر كلما زادت المسافة بين الجسمين. هكذا وحَّدت مبادرة نيوتن عالمي السماوات والأرض وزاوجت بين الفيزياء السماوية والفيزياء الأرضية، اللذين كانتا في السابق متناقضتين وتنبنيان على مقتضيات أنطولوجية مختلفة جذريا. يمكن أن نقول إذن أن نظرية نيوتن في الجاذبية قامت على أساس (الجمع بين الفيزياء الأرضية والفيزياء السماوية في صورة واحدة، فالقوة التي جذبت التفاحة إلى الأرض لابد أن تكون هي ذاتها التي وصلت إلى القمر وحدّدت مساره).
وبعد ماكسويل أصبحت النظريات الفيزيائية تهدف إلى تفسير كل الظواهر الفيزيائية، من خلال فعل أربع قوى أساسية في الكون وهي: الجاذبية والكهرومغناطيسية والقوة النووية والقوة الضعيفة. ويمكن توضيح كنه هذه القوى بشكل موجز كما يلي:
الجاذبية: وهي القوة الجاذبة بين الأجسام ذات الكتلة كما وصفها نيوتن ويبدو تأثيرها واضحا في الكتل الكبيرة، كما هو الحال في الكواكب والنجوم، وينص قانون نيوتن في الجاذبية على أن: (قوة التجاذب بين جسمين تتناسب طرديا مع حاصل ضرب الكتلتين وعكسيا مع مربع المسافة بين مركزيهما). ويعود الفضل لإيزاك نيوتن (1727-1642) في اكتشاف هذه القوة والتعبير عنها من خلال قانون الجاذبية الكوني.
القوة الكهرومغناطيسية: تحافظ على استقرار الذرة من خلال تحديد مدارات الالكترونات، وتعتبر القوة المهيمنة في قوانين الكيمياء، وهي أقوى من الجاذبية، ويمكن إدراك أثر هذه القوة بسهولة وتنتج بين الشحنات الكهربائية الساكنة والمتحركة، وهي ذات شقين أحدهما كهربائي (بين شحنتين ساكنتين) والأخر مغناطيسي (بين شحنتين متحركتين).
القوة النووية: وهي التي تبقي البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة وهي أشد القوى المعروفة في الطبيعة، لكن مداها لا يتعدى نطاق نواة الذرة. لذلك تلعب هذه القوة دورا رئيسيا في المحافظة على بنية الذرة، وبالتالي على بنية مجموع المواد الموجودة في الكون.
القوة الضعيفة: وهي التي تتجلى في بعض الظروف الفيزيائية مثل الانحلال الإشعاعي، وتعتبر أضعف القوى بعد قوة الجاذبية، وتأثيرها لا يظهر إلا على مستوى التركيب النووي للمادة، نظرا لقصر مداها. وتظهر هذه القوة في بعض الظروف الخاصة مثل الذوبان النووي في قلب الشمس والنجوم.
سيبقى هذا المشروع التوحيدي الكبير المتمثل في اكتشاف نظرية موحدة تجمع بين القوى الأربعة في نظرية واحدة مفتوحا ومطمحا لعلماء الأجيال القادمة لعلّهم يوفقون في وضع أسسه واستثماره في معرفة أفضل للكون.





#رضى_حليم (هاشتاغ)       Rida_Halim#          



اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع الكاتب البحريني هشام عقيل حول الفكر الماركسي والتحديات التي يواجهها اليوم، اجرت الحوار: سوزان امين
حوار مع الكاتبة السودانية شادية عبد المنعم حول الصراع المسلح في السودان وتاثيراته على حياة الجماهير، اجرت الحوار: بيان بدل


كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على: الفيسبوك التويتر اليوتيوب RSS الانستغرام لينكدإن تيلكرام بنترست تمبلر بلوكر فليبورد الموبايل



رأيكم مهم للجميع - شارك في الحوار والتعليق على الموضوع
للاطلاع وإضافة التعليقات من خلال الموقع نرجو النقر على - تعليقات الحوار المتمدن -
تعليقات الفيسبوك () تعليقات الحوار المتمدن (0)


| نسخة  قابلة  للطباعة | ارسل هذا الموضوع الى صديق | حفظ - ورد
| حفظ | بحث | إضافة إلى المفضلة | للاتصال بالكاتب-ة
    عدد الموضوعات  المقروءة في الموقع  الى الان : 4,294,967,295





- مرض الصرع.. أسباب التعرض للنوبات وطرق إدارتها
- أهمية فحوصات الأسنان المنتظمة فى اكتشاف المشاكل مبكرًا
- ارتفاع ضغط الدم..ما أسبابه وأعراضه وكيفية علاجه؟
- محكمة العدل الدولية تأمر إسرائيل بسماح دخول المساعدات الغذائ ...
- نصائح لتعزيز إنتاج هرمون السعادة السيروتونين بطرق طبيعية
- -بلومبيرغ-: مصر تخطط لاستيراد الغاز الطبيعي المسال لتجنب الن ...
- السباق على المعادن المهمة يغذي نزاع الهيمنة على أعماق البحار ...
- حافظ على عينيك من العمى بهذه الأطعمة
- موسكو: اتفاق منع استخدام تكنولوجيا المعلومات لأغراض إجرامية ...
- دراستان: النوم الجيد والكافي قد يكون مفتاح الشباب الدائم


المزيد.....

- المركبة الفضائية العسكرية الأمريكية السرية X-37B / أحزاب اليسار و الشيوعية في الهند
- ‫-;-السيطرة على مرض السكري: يمكنك أن تعيش حياة نشطة وط ... / هيثم الفقى
- بعض الحقائق العلمية الحديثة / جواد بشارة
- هل يمكننا إعادة هيكلة أدمغتنا بشكل أفضل؟ / مصعب قاسم عزاوي
- المادة البيضاء والمرض / عاهد جمعة الخطيب
- بروتينات الصدمة الحرارية: التاريخ والاكتشافات والآثار المترت ... / عاهد جمعة الخطيب
- المادة البيضاء والمرض: هل للدماغ دور في بدء المرض / عاهد جمعة الخطيب
- الادوار الفزيولوجية والجزيئية لمستقبلات الاستروجين / عاهد جمعة الخطيب
- دور المايكروبات في المناعة الذاتية / عاهد جمعة الخطيب
- الماركسية وأزمة البيولوجيا المُعاصرة / مالك ابوعليا


المزيد.....
الصفحة الرئيسية - الطب , والعلوم - رضى حليم - االدلالة التاريخية والإبيستيمولوجية للتوحيد بين القوى الطبيعية: نحو النظرية الفائقة